煤粉尘爆炸过程中火焰的传播特性

为了揭示煤粉尘爆炸过程中火焰传播特征,采用2种不同质量分数挥发分的煤粉在半封闭竖直燃烧管中进行实验。分别使用高速摄影装置和红外热成像装置记录火焰传播过程和空间的温度分布情况,并分析2种煤粉尘云的火焰传播速度和温度曲线。结果表明:在同等条件下,火焰在挥发分质量分数高的煤粉尘云中的传播速度和火焰温度要高于其在挥发分质量分数较低的煤粉尘云中的。煤粉尘云的体积质量和点火能量也影响着火焰的传播过程,随着煤粉尘云体积质量的增大,火焰的传播速度和火焰温度整体上呈现先增大后减小的趋势,在传播的后半段火焰速度出现震荡现象;随着点火能量的增大,火焰在煤粉尘云中的传播速度和最高温度也相应升高。通过大量的实验数据计算得到特定条件下火焰传播速度和温度的经验公式。

不同变质程度煤尘云最小点火能试验研究

为研究不同变质程度煤尘云最小点火能特性及其影响因素,选取7种不同变质程度煤尘,采用哈特曼管试验系统,测试不同煤尘云质量浓度c、着火延迟时间t、喷粉压力P下最小点火能E.研究结果表明:不同变质程度煤尘云E值间存在明显界限,变质程度越高,E越大.在同等粒度下,受煤尘颗粒着火氧化速度限制,最佳点火质量浓度随变质程度增高而减小.随t增大,E呈先下降后上升趋势,最佳着火延迟时间在1 s附近,且t比c对褐煤E值影响作用偏大.无烟煤P与E关系曲线呈"漏斗型",最佳喷粉压力随变质程度降低而减小.建立c、t、P耦合条件下无烟煤E的数学模型,由此确定的最佳测试工况(c,t,P)考虑了因素间关联性,理论上比单因素分析结果更接近真实情况.

不同煤质煤尘云最小点火能实验研究

为研究不同变质程度煤尘云最小点火能量随煤尘云质量浓度、点火延迟时间和喷粉压力的变化规律,采用煤尘喷射扩散系统、电火花发生系统、哈特曼管体系统及点火能量数据收集传输系统组成的煤尘云最小点火能量测试装置,对褐煤、长焰煤、不粘煤、气煤、焦煤、瘦煤、贫煤和无烟煤的最小点火能量进行测试。结果表明:8种煤质的c-E拟合曲线之间存在明显界限,变质程度越高,E越大,说明煤尘越不容易着火,其爆炸敏感性越弱。无烟煤的最佳着火质量浓度在2.08~2.50g/L范围内,6种烟煤最佳着火质量浓度在2.50~2.92g/L范围内,而褐煤的E总体上随c变化波动幅度相对最小。8种煤尘云最佳着火延迟时间均在1s附近,该时刻喷粉动力与重力沉降效应之间达到最易着火状态。变质程度越低,最佳喷粉压力越小,煤尘云越容易着火,爆炸危险性越大。