[发明专利]一维多孔介质抑制可燃气爆燃可视化装置及数值模拟方法

说明书

本发明公开了一维多孔介质抑制可燃气爆燃可视化装置及数值模拟方法，包括爆燃管道，爆燃管道的一端设有进气口、点火源、压力传感器，在外侧设置光电传感器；进气口连接空气储气罐和甲烷储气罐；爆燃管道侧壁上设有排气阀，在爆燃管道上的排气阀一侧管壁上设置压力传感器，压力传感器、光电传感器、连接数据采集卡，数据采集卡与计算机连接；爆燃管道内放置一维多孔介质，爆燃管道另一端加装PVC薄膜；在爆燃管道的外围、正对一维多孔介质设置高速摄像机，高速摄像机连接同步控制器，同步控制器与计算机连接。本发明还提供了根据一维多孔介质抑制可燃气爆燃可视化装置得到的一维多孔介质抑制可燃气爆燃的数值模拟方法，为提高抑制爆燃技术提供参考。

技术领域

本发明涉及可燃气抑爆技术领域，具体为一种一维多孔介质抑制可燃气爆燃可视化装置及数值模拟方法。

背景技术

瓦斯是煤矿开采过程中产生具有潜在危险的物质，主要成分是甲烷，它是大气中一种重要的温室气体，其温室效应要比二氧化碳高出22倍，但同时又可作为清洁能源可燃气进行使用，减少其对环境的不利影响，因此已广泛应用于居民生活、发电和汽车等行业。然而，在瓦斯抽采、运输和储存等过程中一旦发生泄漏或遭遇明火则会造成严重后果，因此研究如何高效抑制瓦斯爆炸具有重要的实际意义。

为了防止瓦斯在输送过程中，发生事故。常用的预防瓦斯爆燃的措施要从以下几点来预防：

1、采取各种措施，防止爆炸混合物的形成；

2、严格控制着火源，切断爆炸条件；

3、防爆装置安全好用，爆炸开始就及时泄出压力；

4、切断爆炸传播途径，减弱爆炸压力和冲击波对人员、设备和建筑的损坏；

5、采取检测报警装置，及时发现隐患，将事故消灭在萌芽状态之中。

以上的措施都无法从根本上完全解决瓦斯在输送过程中发生爆炸的问题。一旦输送管道发生爆炸时，仅用现有技术方法和装置无法及时有效地的防止爆炸对巷道的破坏。

发明内容

为从根本上解决瓦斯在输送过程中发生爆炸的问题，本发明提供一种一维多孔介质抑制可燃气爆燃可视化装置，该实验装置的一维多孔介质抑制可燃气爆燃的过程是可视化的，这样可以更好的探究火焰在一维多孔介质内的淬熄情况，得出其抑爆机理及规律，为提高抑制爆燃技术提供参考，进而从根本上解决瓦斯在输送过程中的爆炸问题。

本发明还提供了根据上述一维多孔介质抑制可燃气爆燃的可视化装置得到的一维多孔介质抑制可燃气爆燃的数值模拟方法，为提高抑制爆燃技术提供参考。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一维多孔介质抑制可燃气爆燃可视化装置，包括爆燃管道，爆燃管道的一端设有进气口、点火源、第一压力传感器，在爆燃管道的外侧设置光电传感器；进气口连接第一质量流量控制器和第二质量流量控制器，第一质量流量控制器通过第一阀门连接在空气储气罐上，第二质量流量控制器通过第二阀门连接在甲烷储气罐上；靠近爆燃管道的另一端的爆燃管道的侧壁上设有排气阀，在爆燃管道上的排气阀一侧管壁上设置第二压力传感器，第一压力传感器、光电传感器、第二压力传感器分别连接数据采集卡，数据采集卡与计算机连接；距离爆燃管道的另一端50mm处放置一维多孔介质，爆燃管道的另一端加装PVC薄膜；在爆燃管道的外围、正对一维多孔介质设置高速摄像机，高速摄像机连接同步控制器，同步控制器与计算机连接。

进一步，所述光电传感器的感应端对准点火源。

进一步，所述点火源的点火方式采用电极放电方式引燃甲烷。

进一步，所述一维多孔介质是采用陶瓷棒模拟多孔材料内部通道

一维多孔介质抑制可燃气爆燃可视化实验方法，包括以下步骤：