煤炭科学技术

作者：宋双林,

关键词：泡沫发泡器, 发泡原理, 矿井火灾, 三相泡沫, 泡沫灭火,

矿井火灾严重阻碍着煤炭的安全生产，而三相泡沫是矿井火灾防治的有效手段。现阶段，已有的两相泡沫发生器不适于制备三相泡沫，为了开发适于防灭火用三相泡沫制备的泡沫发生器，需要针对三相泡沫的物理发泡特性进行深入分析，并据此对泡沫发生器的结构进行优化分析。据此，针对三相泡沫特点，以自吸式发泡器为例，分析了三相泡沫及其发泡器的发泡特点及形成原理，并借助Fluent软件模拟研究了不同扩散角度下的混合浆液在发泡器内部的流场、压力和湍流强度分布规律，提出了自吸式泡沫发生器的优化方案。结果表明：① 自吸式泡沫发生器是利用自然压差将阻燃气体引射至管路内来实现气体与浆液的充分混合，其设计难点在于维持足够的自然压差来打破气泡与颗粒间的水化层作用；② 当混合浆液流经文丘里管时，速度和湍流强度沿着流动方向均呈先增后减的趋势，并在喉部附近达到极值。管内负压区分布在喉部，且最大负压靠近管道壁面，在喉口附近管壁处开孔来引射阻燃气体更有利于生成三相泡沫。③ 虽然适当增大扩散角可同时提升最大速度和湍流强度，但其提升程度随扩散角度增加而逐渐减弱；此外，最大负压值随扩散角的增加呈现先增后降的趋势；当扩散角度为55°，且开孔位置在喉部附近管壁时最有利于三相泡沫的产生。

来源：2022年第6期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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