防爆无轨胶轮车阻火器性能分析研究

范江鹏

(中国煤炭科工集团 太原研究院有限公司， 山西 太原 030006)

0 引言

随着煤矿辅助运输的飞速发展，防爆柴油机无轨胶轮车以其机动、高效的特点得到了广大煤矿用户的认可[1-2]。但同时对防爆柴油机无轨胶轮车的驾驶舒适性、动力性能以及排放性能等提出了更高的要求。尤其是近年来，要求其达到国Ⅲ及以上排放标准，必然导致各类尾气后处理技术应用于防爆柴油机车辆上。而此类设备，无一例外为达到增加尾气与催化剂接触面积的目的，采用蜂窝状孔隙结构，造成防爆柴油机无轨胶轮车排气背压增大，使得柴油机动力损失严重，降低了设备的经济性[3]。本文通过理论计算和试验相结合的方法，对不同间隙的阻火器的阻火性能进行研究，对提高防爆柴油机无轨胶轮车动力性和排放性能具有参考意义。

1 阻火理论

阻火器作为防爆无轨胶轮车隔爆性能的关键元部件，其厚度以及间隙大小直接决定了阻火器的阻火效果[4-6]。阻火器是通过其内部的狭隙结构，将火焰分成若干火焰束，并通过与边界层碰撞而释放能量，从而使火焰温度降低，最终实现火焰淬熄[7-9]。

周凯元大量实验指出阻火器间隙高度不宜高于1.4 mm[10]。GB 3836.11—2008指出甲烷气体的最大试验安全间隙为1.14 mm。MT 990—2006《矿用防爆柴油机通用技术条件》中规定：阻火器间隙不大于0.5 mm，阻火层长度不小于50 mm。综上所述，本文以煤炭行业标准中规定的阻火器厚度50 mm为基础，研究间隙为0.8 mm、1.0 mm、1.2 mm以及1.4 mm阻火器的阻火性能。

2 计算分析

2.1 数值模拟

为简化计算，将阻火器简化为二维模型，考虑到模型的对称性，只取二维模型的一半作为计算区域，具体模型如图1所示。……