深冷惰气浆液防灭火实验研究

为有效防治煤矿自燃火灾隐患,针对现有惰气防灭火技术降温效果差、输送工艺复杂等不足,开展深冷惰气浆液防灭火技术研究,自主设计了深冷惰气浆液制备及升温松散煤体降温实验系统,得到不同压注流量下实验箱中不同测点温度变化情况和CO和O_(2)体积分数变化情况。结果表明:在LN2提供低温冷源的作用下,LCO_(2)(液态CO_(2))在管道传输过程中与LN_(2)(液氮)混合,以固液气三相形式注入实验箱,迅速发生相变,有序结构受得破坏,吸收大量热量,箱体中空气和煤体温度迅速下降,大流量注入时防灭火性能更佳。通过对比单独注入LN_(2)和LCO_(2)时防灭火效果,得出惰气浆液防灭火技术兼具LN_(2)和LCO_(2)防灭火优点,降温降氧效果显著,防灭火效果优于LN_(2)和LCO_(2)。

复合惰气浆液二氧化碳相变特征研究

为改善我国矿井火灾现状,优化单一惰性气体灭火技术的不足,搭建了干冰制备系统与可视化CO_(2)相变特征测试实验台,在不同管型下制备了液氮与干冰颗粒的液-固两相混合物,并结合数值模拟探索了三相混合物体系的形成机理及CO_(2)的相变特征。干冰制备实验结果表明:当CO_(2)管路夹角增大时,凝华温度从168 K降低至157 K;干冰凝华量增加,颗粒在重力作用下沉积于可视化管路底部形成凝华覆盖层,凝华层厚度向管路上部扩散。通过模拟发现:随LN_(2)与CO_(2)支管夹角当30°增大至90°,流体流速从14.5 m/s相应增大至15.8 m/s,温度下降速率加快,管路底部干冰生成体积分数增大,与实验结果吻合。