[发明专利]一种确定地下煤火热源位置的实验装置

权利要求书

1.一种确定地下煤火热源位置的实验装置，其特征在于：由矩形壳体、4个矩形外部气流通道、加热装置、若干温度、气体组分、流速传感器、参数巡检系统组成，壳体结构由2部分组成：即4个竖立面的矩形气流通道、腔体，腔体内底部放置有加热装置，腔体内上部自腔体中部开始向上每隔20cm布设一层温度传感器、气体组分传感器、流速传感器，共计3层，用于监测实验过程中各点温度、气体组分、流速参数，采用参数巡检系统采集实时温度、气体组分、流速参数值并记录，根据各传感器布设空间位置，基于流量平衡定律、风压平衡定律，计算不同气流路径的等压线分布、等温线分布，根据等压线、等温线分布，结合传热理论，确定壳体内热源位置；外部空气在热浮力作用在分别从F₁、F₂、F₃、F₄裂隙面（矩形通道）进入壳体，在热源区域汇集，然后通过壳内孔隙介质向上逸出壳体，形成空气流动的路径，根据流体力学理论，根据风量平衡定律、风压平衡定律可按如下公式(1)至公式(7)计算各路径空气流动长度：

在公式(1)至公式(7)中，Q_in1、Q_in2、Q_in3、Q_in4分别表示四个矩形空气通道通过的空气流量，单位m³/s；H_f1、H_f2、H_f3、H_f4分别表示作用在四个矩形空气通道的风压，单位Pa；Q_out表示流出实验装置的空气流量，单位m³/s；H_fout表示作用在流出段空气的风压，单位Pa；

由此可确定热源位置，即其范围介于空气流经路径长度L₁、L₂、L₃、L₄的最小值与最大值之间。