巷道内氮气细水雾灭火降温特性实验研究
本文选题:巷道火灾 + 氮气细水雾 ; 参考:《中国矿业大学》2017年硕士论文
【摘要】:火灾是煤矿生产中的主要灾害,严重威胁着矿井安全生产,特别是煤矿井下巷道发生火灾后,由于其空间相对狭小,燃烧产生的大量有毒气体严重危害矿工的人身安全,严重时巷道内风流发生紊乱,往往会造成更严重的人身财产损失。细水雾防灭火技术作为一种新型防灭火技术手段,因其清洁、高效、成本低以及对人员和设备安全等优点而被广泛应用于消防行业,近年来学者们针对该技术在煤矿井下巷道的应用也进行了相关的研究,为了发展该技术在井下巷道中的应用,本文采用实验和数值模拟以及理论分析相结合的方法,研究了氮气细水雾在模拟巷道中的运动及防灭火降温特性。首先构建了细水雾产雾实验系统研究了不同气、水流动参数条件下氮气细水雾雾化的临界条件以及粒度分布规律,确定了雾化装置的最佳工况参数。其次建立了小尺度的模拟巷道试验台,并开展了在不同通风方式和风速条件下对不同粒径细水雾的扩散运动特性影响规律的实验,建立了细水雾雾滴在模拟巷道中的运动方程,阐述了细水雾在通风巷道中的扩散规律、运动轨迹及其影响因素。再者,利用模拟巷道实验台还开展了巷道不同通风条件下细水雾熄灭抑制煤油模拟火源的实验。通过改变细水雾粒径大小、火源燃烧强度、巷道通风风速、通风方式和巷道倾斜角度等条件,研究了细水雾在不同条件下的熄灭抑制火源的有效性,分析了影响其灭火降温效果的因素,总结出了细水雾特征参数与灭火降温功效之间的关系。本文的研究为氮气细水雾抑制巷道火灾增添了理论内容,有利于掌握细水雾在巷道不同条件下的灭火降温功效和规律,并有利于推动氮气细水雾在煤矿防灭火领域的应用。
[Abstract]:Fire is the main disaster in coal mine production, which is a serious threat to mine safety. Especially, after the mine roadway fire, because of its relatively narrow space, a large number of toxic gases produced by combustion seriously endanger the safety of miners. Serious disturbance of wind flow in roadway often results in more serious loss of life and property. As a new type of fire prevention and extinguishing technology, water mist fire extinguishing technology has been widely used in the fire protection industry because of its advantages of cleanliness, high efficiency, low cost and safety to personnel and equipment. In recent years, scholars have carried on the related research to the application of this technology in the underground roadway of coal mine. In order to develop the application of this technology in the underground roadway, the method of combining experiment, numerical simulation and theoretical analysis is adopted in this paper. The movement of nitrogen water mist in simulated roadway and the characteristics of fire prevention and cooling were studied. Firstly, the critical conditions and particle size distribution of water mist atomization with different gas and water flow parameters were studied, and the optimum operating conditions of the atomizer were determined. Secondly, a small scale simulated roadway test bench is established, and the experimental results of the influence of different ventilation modes and wind speed on the diffusion characteristics of water mist with different particle size are carried out, and the motion equation of water mist droplets in the simulated roadway is established. The diffusion law, motion track and influencing factors of water mist in ventilation roadway are described. Furthermore, the experiments of suppressing kerosene simulated fire under different ventilation conditions by water mist extinguishing are carried out by using the simulated laneway test bench. By changing the particle size of water mist, burning intensity of fire source, ventilation wind speed of roadway, ventilation mode and inclined angle of tunnel, the effectiveness of extinguishing and suppressing fire source of water mist under different conditions is studied. The factors influencing the effect of fire extinguishing and cooling are analyzed, and the relationship between the characteristic parameters of water mist and the cooling effect of fire extinguishing is summarized. The research in this paper has added the theory content for the nitrogen fine water mist to restrain the tunnel fire, is advantageous to master the fine water mist fire extinguishing cooling effect and the rule under the different condition of the roadway, and is advantageous to promote the application of the nitrogen water mist in the coal mine fire prevention and extinguishing field.
【学位授予单位】:中国矿业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TD753
【参考文献】
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,本文编号:1813768
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