气体泄漏多维浓度场模拟装置研制及教学应用

王金贵，郭 进，张 苏，阳富强，施永乾

（福州大学 环境与资源学院，福建 福州 350116）

可燃气体在密闭空间中泄漏具有爆炸危险，当意外泄漏时，通常先在局部聚集，然后逐渐扩散到整个密闭空间，且在扩散期间可燃气体-空气并非均匀分布，而是存在多维浓度梯度，此时如果出现点火源也可能会发生爆炸[1-4]。掌握可燃气体泄漏过程中多维浓度梯度演化规律，对于可燃气体泄漏监测传感器的布局优化具有重要现实意义，同时也对分析和理解可燃气体非均匀燃爆火焰及超压特征具有指导意义。

“燃烧学”和“消防工程”课程中均涉及前述可燃气体非均匀燃爆的知识点，但因气体不可见、难感知，导致学生对其扩散行为及泄漏初期的多维浓度场特征等内容均较难理解[5-6]。相关专业的教师围绕如何提高这2 门课程的课堂教学质量开展了不少研究[6-13]，但限于现有条件，学生仍无法很好掌握前述的抽象知识点。在现代大学“科教并重，全面育人”的要求下，既要积极推进科研，还应将科研成果通过案例形式融入课堂教学中，向学生更好地传授新知识、新技能。高校教师将科研成果转化为教学案例不仅可以丰富教学内容，而且可以充分发挥教师科研对教学的促进作用，提高学生创新思维与创新能力，更好满足高校培育高素质创新人才的需要。

本文设计了一种气体泄漏多维浓度场模拟装置，通过多样化的进气方式模拟多类气体泄漏场景，并利用大量氧气传感器实现气体多维浓度场的构建。……