1. 本选题研究的目的及意义
矿井火灾是煤矿生产中面临的重大安全威胁之一,火灾发生后产生的高温烟气会在巷道内迅速蔓延,对井下人员的安全疏散和救援工作造成严重阻碍。
平巷T字形交叉口作为矿井巷道网络中的常见结构,其角度变化会显著影响烟气的流动形态、温度分布和蔓延速度,进而影响火灾的危害范围和救援效率。
因此,开展平巷T字形交叉口角度对矿井巷道火灾烟气蔓延特性的研究,对于优化矿井巷道设计、制定科学有效的火灾防治措施、保障矿井安全生产和人员生命安全具有重要的理论意义和现实价值。
2. 本选题国内外研究状况综述
矿井巷道火灾烟气蔓延是近年来国内外学者研究的热点和难点问题。
现有研究多集中于直巷、弯道等简单结构,而对交叉口等复杂结构的研究相对较少,尤其缺乏对交叉口角度影响的系统性研究。
1. 国内研究现状
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
本研究将以平巷T字形交叉口为研究对象,采用数值模拟方法,探究交叉口角度对矿井巷道火灾烟气蔓延特性的影响规律,分析不同角度下烟气流动形态、温度分布、蔓延速度等方面的差异。
具体研究内容如下:1.分析平巷T字形交叉口火灾烟气蔓延机理,建立考虑交叉口角度影响的数值模拟模型,并对模型进行验证。
2.研究不同交叉口角度下烟气的流动形态、温度分布和蔓延速度等参数的变化规律,分析交叉口角度对烟气蔓延特性的影响机制。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用数值模拟的方法,具体研究步骤如下:1.模型建立:基于火灾动力学和流体力学理论,建立平巷T字形交叉口火灾烟气蔓延的数学模型,包括质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程和组分输运方程等。
模型中将考虑交叉口角度、巷道尺寸、火源功率等因素的影响。
2.模型验证:利用文献中的实验数据或现场实测数据,对所建立的数值模型进行验证,确保模型的准确性和可靠性。
5. 研究的创新点
本研究的创新点在于:1.系统研究了平巷T字形交叉口角度对矿井巷道火灾烟气蔓延特性的影响,揭示了不同交叉口角度下烟气流动形态、温度分布、蔓延速度等方面的差异,弥补了现有研究的不足。
2.建立了考虑交叉口角度影响的矿井巷道火灾烟气蔓延数值模拟模型,并通过实验数据或现场实测数据对模型进行了验证,提高了研究结果的准确性和可靠性。
3.分析了交叉口角度、巷道宽度、火源功率等因素对烟气蔓延特性的综合影响,为优化巷道设计和火灾防治提供了更为全面的参考依据。
6. 计划与进度安排
第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲
第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文
7. 参考文献(20个中文5个英文)
[1] 孙洪忠, 刘建军, 谭龙, 等. 大型地下工程火灾烟气蔓延特性与控制技术研究进展[J]. 中国安全生产科学技术, 2020, 16(06): 15-23.
[2] 王峰, 谢桥, 钟凯, 等. 矿井通风网络分支对火灾烟气蔓延的影响[J]. 中国安全科学学报, 2020, 30(05): 91-97.
[3] 李建, 刘辉, 刘建忠, 等. 倾斜巷道火灾烟气蔓延规律的数值模拟研究[J]. 煤炭学报, 2019, 44(11): 3461-3470.
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