瓦斯爆炸后烟流浓度与温度的扩散特性

简介：
本研究探讨了瓦斯爆炸产生的烟流中颗粒物浓度及温度变化规律，并分析其扩散特性，为事故预防和救援提供理论依据。 为了研究瓦斯爆炸后高温烟流及有毒气体的传播规律，本段落采用了数学分析与数值模拟的方法进行了深入探讨。 首先，文章基于模块化思想将烟流区域划分为多个子区域，并针对每个子区推导出了烟流浓度扩散模型。该模型能够描述有害气体（如CH4和CO）在爆炸后的扩散趋势及其浓度变化规律。 其次，通过应用对流换热与热传导理论，研究人员建立了烟流温度传播的数学模型。此模型涵盖了热量传递的各种方式，包括烟流与其周围环境之间的热交换以及内部的导热过程，从而预测了烟流中温度的变化情况。 为了验证这些模型的有效性，研究选取潘集三矿某掘进工作面发生的一次瓦斯爆炸事件作为案例，并利用Fluent软件进行数值模拟。通过该模拟计算得到了CH4和CO浓度及烟温变化的传播规律。 对比一维理论模型与二维数值模拟的结果发现两者基本一致，这表明所建立的数学模型能够准确预测矿井中瓦斯爆炸后烟流扩散的情况。这些研究成果对于提高煤矿安全管理水平、预防事故发生具有重要的实践价值。