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不同长度泡沫陶瓷内低浓度瓦斯燃烧特性研究
摘要：
为了探究不同长度泡沫陶瓷内低浓度瓦斯燃烧特性，本文采用实验研究方法以及数值模拟方法对瓦斯燃烧时泡沫陶瓷内流场、温度场和燃烧反应进行了分析研究。实验结果表明，泡沫陶瓷的内部结构对燃烧反应有明显影响，并且随着泡沫陶瓷长度的增加，燃烧过程中的温度分布和燃气流动方式发生了变化。数值模拟结果与实验结果基本一致，证明数值模拟方法的可靠性。
关键词：泡沫陶瓷；瓦斯燃烧；实验研究；数值模拟。
引言：
随着矿井深度的增加以及采矿条件的恶劣，瓦斯爆炸事故已经成为我国煤矿安全生产的重大隐患。瓦斯燃烧是矿井安全生产中不可避免的问题，为了防止瓦斯燃烧引起的事故，需要研究瓦斯燃烧的特性并制定相应的安全防护措施。泡沫陶瓷是矿井防爆材料的一种，具有良好的隔热、防火、抗压等性能，在矿井中得到了广泛应用。本文将探究不同长度泡沫陶瓷内低浓度瓦斯燃烧特性，为矿井防爆安全生产提供参考。
实验与数值模拟：
实验采用了不同长度的泡沫陶瓷进行低浓度瓦斯燃烧实验。实验条件如下：扇形展开模型，初始瓦斯浓度为1.2%（体积分数），瓦斯进口速度为10cm/s，泡沫陶瓷长度分别为5cm、10cm和15cm。实验时，用红外热像仪对泡沫陶瓷内的温度场进行了测量，并利用在线燃气分析仪测量燃气组分。同时，利用FLUENT软件对实验情况进行数值模拟，分析流场、温度场和燃烧反应。
结果分析：
实验结果表明，不同长度的泡沫陶瓷内的瓦斯燃烧过程中有明显的差异。泡沫陶瓷燃烧过程中的温度分布和燃气流动方式随着长度的增加发生了变化，燃烧反应在泡沫陶瓷内的传播速度也存在差异。当泡沫陶瓷长度为5cm时，燃烧过程中的温度分布较为均匀；当长度增加至10cm时，泡沫陶瓷内的燃烧反应出现了分层现象；当长度增加至15cm时，则出现了明显的上下层分离现象。数值模拟结果与实验结果基本一致，证明数值模拟方法的可靠性。因此，泡沫陶瓷的内部结构对瓦斯燃烧反应具有明显的影响。
结论：
本文采用实验研究方法和数值模拟方法探究了不同长度泡沫陶瓷内低浓度瓦斯燃烧特性。实验结果表明，泡沫陶瓷的内部结构对燃烧反应有明显影响，并且随着泡沫陶瓷长度的增加，燃烧过程中的温度分布和燃气流动方式发生了变化。数值模拟结果与实验结果基本一致，证明数值模拟方法的可靠性。因此，本文的研究成果为矿井防爆安全生产提供了参考。为了更好地防止瓦斯燃烧引起的事故，在矿井中应使用不同长度和不同内部结构的泡沫陶瓷，从而在瓦斯燃烧过程中起到更好的隔热和防护作用。