[实用新型]气液两相介质抑制瓦斯/煤尘复合体系爆炸实验装置

说明书

本实用新型涉及气液两相介质抑制瓦斯/煤尘复合体系爆炸的实验装置，包括储液池、第一气瓶、真空泵、瓦斯瓶、第二气瓶、高速摄像机、PC设备、钢制管道、储粉罐、同步控制器和PIV装置，钢制管道顶部设有双流体喷头、依次连接储粉罐和第二气瓶，储液池和第一气瓶与双流体喷头连接，真空泵、瓦斯瓶、温度传感器、压力表、高压脉冲点火器、压力传感器与钢制管道连接，钢制管道上开设有两个视窗，PIV装置和高速摄像机各对准一个视窗，温度传感器、高压脉冲点火器、电磁阀、PIV装置和高速摄像机均与同步控制器连接，同步控制器连接在PC设备上。本装置与矿井下瓦斯煤尘发生爆炸进行抑爆情况基本吻合，适用于煤矿安全开采的防爆控火。

技术领域

本实用新型涉及煤矿火灾安全实验装置，特别涉及气液两相介质抑制瓦斯/煤尘复合体系爆炸的实验装置。

背景技术

矿井下瓦斯发生爆炸，必然将煤矿工作面、巷道等处的浮煤和沉积煤卷入爆炸中，煤粉参与爆炸，爆炸威力会大大增加且煤尘的不完全燃烧会产生大量有毒气体，这样对人身安全和财产安全都造成更大的冲击。抑爆技术的发展不能只停留在对瓦斯爆炸的研究上，更要对瓦斯/煤尘复合体系爆炸进行研究，因此研究瓦斯/煤尘复合体系的爆炸衰减特性迫在眉睫。

目前，气液两相介质抑爆技术及装置应用在灭火器、非常规天然气储罐及矿井下瓦斯抑爆等领域。气液两相介质是以惰性气体为驱动力，将超细水雾带入到未爆炸区域，起到抑爆的作用，许多学者指出，超细水雾由于粒径小、比表面积大，在抑爆方面优于细水雾，而惰性气体扩散性好，能快速稀释爆炸环境中的氧气浓度，降低爆炸强度，从而使超细水雾充分发挥阻止热传递和热辐射的作用，将两者优点结合起来，产生协同抑爆增效作用。而目前尚没有报道对于如何利用气液两相介质抑制瓦斯/煤尘复合体系爆炸的实验装置。

发明内容

为解决现有技术无法满足气液两相介质抑制瓦斯/煤尘复合体系爆炸研究的问题，本实用新型提供一种气液两相介质抑制瓦斯/煤尘复合体系爆炸的实验装置，可有效解决气液两相介质抑制瓦斯/煤尘复合体系爆炸的具体实施问题。

本实用新型解决上述问题的技术方案是：

气液两相介质抑制瓦斯/煤尘复合体系爆炸的实验装置，包括储液池、第一气瓶、真空泵、瓦斯瓶、第二气瓶、高速摄像机、PC设备，还包括钢制管道、储粉罐、同步控制器和PIV装置，所述钢制管道为全封闭管道，钢制管道的顶部设置有双流体喷头，储液池和第一气瓶分别通过管道与双流体喷头连接，真空泵和瓦斯瓶分别通过管道与钢制管道连接，钢制管道上还设置有温度传感器、压力表、高压脉冲点火器和压力传感器，钢制管道通过管道依次连接储粉罐和第二气瓶，第一气瓶和第二气瓶的出气口设置有电磁阀，钢制管道上开设有两个视窗，PIV装置和高速摄像机各对准一个视窗，温度传感器、高压脉冲点火器、电磁阀、PIV装置和高速摄像机的信号输出端均与同步控制器连接，同步控制器连接在PC设备上。

进一步地，第一气瓶内充有惰性气体或压缩空气，第二气瓶内充有压缩空气，第一气瓶和第二气瓶的出气口均串联设置有电磁阀和减压阀，真空泵和钢制管道之间的管道、储粉罐和钢制管道之间的管道上均设置有球阀，瓦斯瓶和钢制管道之间的管道上设置有逆止阀、质量流量计以及球阀。

进一步地，所述钢制管道为120mm×120mm×840mm的竖向、方形的钢制全封闭管道。

进一步地，所述双流体喷头为虹吸式双流体细水雾喷嘴，其雾滴粒径范围20～40um。

进一步地，所述储粉罐呈圆台状，储粉罐与水平面呈30°角放置，储粉罐用来存放煤尘粉体。

进一步地，所述高压脉冲点火器的点火电压为6KV。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型实现了点火、压力、温度、火焰监测的同步控制；利用PIV装置可以得出瓦斯/煤尘爆炸流场特征，分析抑爆剂作用下爆炸湍流强度衰减。