[发明专利]受限空间无轨胶轮车尾气空间分布规律实验装置及方法

说明书

本发明公开了一种受限空间无轨胶轮车尾气空间分布规律相似实验装置及实验方法，在其实验过程中，主要通过变频轴流式压入风机为巷道相似模拟装置提供稳定风流；通过物体轴连传动装置，模拟井下无轨胶轮车直线行驶；通过尾气排放系统，使柴油机尾气通过模拟无轨胶轮车排放；通过多相气体实时监测系统，监测模拟无轨胶轮车的尾气排放空间规律及扩散情况。本发明具有仿真度高、实验结果准确、真实可靠，以及结构紧凑、实验操作简便、调节灵活。

技术领域

本发明涉及一种监测实验装置及其实验方法，尤其涉及一种受限空间无轨胶轮车尾气空间分布规律相似实验装置及实验方法。

背景技术

以柴油发动机为动力源的无轨辅助运输设备在实现煤矿企业高产高效的同时，也导致井下多种多相污染物（气态有机物、碳烟、矿尘）发生凝结、成核作用形成大量挥发性二次微纳米颗粒，构成了复杂的井下大气污染体系。井下空气复合污染治理面临污染物成分复杂、污染浓度高、环境因素复杂等难题，造成煤矿井下工作环境恶劣程度远超地面各生产工序，导致井下600多万工作人员承受的职业健康危害倍增。据国家卫生健康委员会统计，全国每年新增职业性尘肺病及其他呼吸系统疾病超过1万例，每年造成经济损失高达1000亿元。

目前，对井下无轨胶轮车空间分布规律及扩散规律的研究甚少，加强其研究对研究井下无轨胶轮车尾气及多项污染物综合治理具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是，提供一种受限空间无轨胶轮车尾气空间分布规律相似实验装置及实验方法，以用于研究无轨胶轮车运行时尾气排放空间规律，为井下多相气体污染物治理提供可靠的理论支持。

为了实现上述目的，本发明提供一种受限空间无轨胶轮车尾气空间分布规律相似实验装置，包括巷道相似模拟装置，变频通风系统，多相气体实时监测系统，尾气排放系统，物体轴连传动装置和计算机；

其中，巷道相似模拟装置为一两端开口的拱形密封管体；

变频通风系统由变频轴流式通风机、均流板、风筒布与风速计组成；变频轴流式通风机设置于巷道相似模拟装置拱形密封管体的端部，均流板设置于变频轴流式通风机的风扇前端，起到对变频轴流式通风机风扇排风的均流作用；变频压入式轴流风机通过风筒布将风压入巷道模拟系统，风速计设置于巷道相似模拟装置内与变频变频轴流式通风机相对的另一端；

多相气体实时监测系统在巷道模拟装置内壁上选点布置监测点，由气体传感装置与外部的计算机连接，用于实时获取气体浓度数据；

尾气排放系统一端设置柴油机，通过柴油机尾气管连接至一排气软管，并延伸进入巷道模拟装置内，另一端设置一模拟无轨胶轮车；

物体轴连传动装置包括制动电机、减速器、承轴、轴承瓦座、链轮、链条、键条；

模拟无轨胶轮车以链轮模拟车轮；

模拟无轨胶轮车通过链轮与链条链接实现行驶；

制动电机与减速器相连接，控制物体轴连传动装置中的链轮启动、制动与运行速度，以带动链条；

气体传感装置包括气体传感器，扩展板，电线，数据线，5V电源，上位机；

多相气体实时监测系统装载的气体传感器包括CO₂传感器，CO传感器、NO传感器、CH₄传感器、SO₂传感器、NO₂传感器、PM_2.5传感器、PM₁₀传感器；

气体传感器安装在扩展板上，根据实验要求选点布置在巷道相似模拟装置上；

扩展板通过电源线与5V电源连接，通过数据线与计算机连接；

气体传感器，粉尘传感器均为若干。

其中，巷道相似模拟装置长度为15m，

巷道相似模拟装置由15个1m长的单体巷道相似模拟装置组成；

单体巷道相似模拟装置为框架结构，其支撑骨架材质为钢，其余部分的材质为PC板，PC板的厚度为2mm；