一种测定松散煤体内氧气扩散系数的实验装置制造方法
【专利摘要】一种测定松散煤体内氧气扩散系数的实验装置，包括两个容积相同的玻璃容器，每个玻璃容器的顶部设有向下伸入到玻璃容器底部的进气管，在每个玻璃容器的一侧连接设有取气管，另一侧设有伸入到玻璃容器中部的实验气体进气管，在两个玻璃容器之间设有与其实验气体进气管相接的煤样放置管，进气管、取气管和实验气体进气管上均装有控制阀；实验装置还包括U形管，U形管通过平衡软管分别与两个玻璃容器的顶部连通。本实用新型采用两个容积相等并密闭的玻璃容器，两个玻璃容器内分别充入氧气和氮气，同时通过U形管调整两玻璃容器的压力使之平衡，通过测定一段时间内两容器内气体浓度的变化确定氧气在松散煤体内的扩散系数。
【专利说明】一种测定松散煤体内氧气扩散系数的实验装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种实验装置，特别是一种测定松散煤体内氧气扩散系数的实验装直。
【背景技术】
[0002]煤自燃在我国是非常严重的自然灾害，煤自燃不但造成严重的环境污染和资源浪费，而且还会影响煤炭安全生产。
[0003]煤自燃起始于煤低温氧化阶段煤氧复合反应中热量的累积，煤和氧的复合作用主要体现在两个重要方面，一是氧气的渗入，即氧气扩散，另一个是煤与氧的低温氧化过程。其中，氧气能够渗入煤体内部参与氧化反应，这与煤体中空隙和孔隙等因素有关，这一特性常用扩散系数表征。流体的扩散性质通常用扩散系数表示，其测定方法一般有蒸发管法、液滴蒸发法和双容积法等。其中双容积法具有稳定的时间特性，实验条件相对容易控制。
【发明内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种设计合理，实验方便的测定松散煤体内氧气扩散系数的实验装置。
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的，一种测定松散煤体内氧气扩散系数的实验装置，其特点是:包括两个容积相同的玻璃容器，每个玻璃容器的顶部设有向下伸入到玻璃容器底部的进气管，在每个玻璃容器的一侧连接设有取气管，另一侧设有伸入到玻璃容器中部的实验气体进气管，在两个玻璃容器之间设有与两个玻璃容器实验气体进气管相接的煤样放置管，所述的进气管、取气管和实验气体进气管上均装有控制阀；所述的实验装置还包括U形管，所述的U形管通过平衡软管分别与两个玻璃容器的顶部连通，在U形管的两侧与平衡软管相接处均装有旋塞。
[0006]本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述的测定松散煤体内氧气扩散系数的实验装置，其特点是:所述煤样放置管的内径为2cm，长度为20cm。
[0007]本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述的测定松散煤体内氧气扩散系数的实验装置，其特点是:所述的玻璃容器的容积为5L。
[0008]本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述的测定松散煤体内氧气扩散系数的实验装置，其特点是:所述的煤样放置管通过磨口玻璃套管与实验气体进气管相接。
[0009]本实用新型根据静态双容积原理，测定氧气在煤体中的扩散系数。该装置采用两个容积相等并密闭的玻璃容器，之间通过煤样放置管相连，两个玻璃容器内分别充入氧气和氮气，同时通过U形管调整两玻璃容器的压力使之平衡，每隔一段时间采集玻璃容器内气，用气相色谱仪进行分析，测得两装置中的气体浓度，从而计算出氧气在松散煤体内的扩散系数。与现有技术相比，其结构简单，实验方便，测量准确。【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型的一种结构示意图。
【具体实施方式】
[0011]参考图1，一种测定松散煤体内氧气扩散系数的实验装置，包括两个容积相同的玻璃容器1，玻璃容器I的容积为5L。每个玻璃容器I的顶部设有向下伸入到玻璃容器I底部的进气管4，在每个玻璃容器I的一侧连接设有取气管3，另一侧设有伸入到玻璃容器I中部的实验气体进气管5，在两个玻璃容器I之间设有与两个玻璃容器实验气体进气管5相接的煤样放置管9，煤样放置管9采用有机玻璃管制成，煤样放置管9的内径为2cm，长度为20cm。所述的煤样放置管9通过磨口玻璃套管与实验气体进气管5相接。两个玻璃容器I均密闭。实验气体进气管5伸入到玻璃容器I的中部可以使气体浓度均匀，不会使气体产生扰动。
[0012]所述的进气管4、取气管3和实验气体进气管5上均装有控制阀2 ;所述的实验装置还包括U形管8，所述的U形管8通过平衡软管6分别与两个玻璃容器I的顶部连通，在U形管8的两侧与平衡软管6相接处均装有旋塞7。使用时U形管8内装上水，也要将进水口塞住，使其只与两个玻璃容器相通，这样便于观察两侧气体的压力大小，压力是否平衡。
[0013]实验时，先给左边的玻璃容器I充氧气，充气过程中，先关闭左边玻璃容器I的取气管3和实验气体进气管4上的控制阀2，以及与该玻璃容器I相连的U形管8上的旋塞
7。将平衡软管6右端拔下与大气相通，采用排空法通过进气管4上的控制阀2通入氧气，使氧气充满左边的玻璃容器I。将平衡软管6右端与U形管8相连，同时关闭进气管4上的控制阀2，左边的玻璃容器I充气完毕。
[0014]再给右边的玻璃容器I充氮气，充气过程中，先关闭右边玻璃容器I的取气管3和实验气体进气管5上的控制阀2，以及与该玻璃容器I相连的U形管8上的旋塞7。将平衡软管6左端拔下与大气相通，采用排空法通过进气管4上的控制阀2通入氮气，使氮气充满右边的玻璃容器I。将平衡软管6左端与U形管8相连，同时关闭进气管4上的控制阀2，右边的玻璃容器I充气完毕。
[0015]将一定量的煤样装入煤样放置管9中，通过磨口玻璃套管，将煤样放置管9的左端与左边的玻璃容器I的实验气体进气管5相接，煤样放置管9的右端与右边的玻璃容器I的实验气体进气管5相接。打开U形管8两侧的旋塞7，观察U形管8水柱，通过调节进气管4上的控制阀2调节气体压力，使U形管8水柱高度相平，从而保证两个玻璃容器I中的气体压力相等。
[0016]同时打开两个实验气体进气管5上的控制阀2，气体开始经过煤样放置管9扩散，每隔一定时间用注射针头插入取气管3上的控制阀2上外接的软管，打开右边取气管3上的控制阀2，抽取I毫升的气体送气象色谱检测，同时打开左边取气管3上的控制阀2，抽取I毫升的气体排空，以保证两个玻璃容器I的压力一致，排除抽气导致的压力差。
[0017]最后根据气相色谱采集的数据，计算煤氧扩散系数。
【权利要求】
1.一种测定松散煤体内氧气扩散系数的实验装置，其特征在于:包括两个容积相同的玻璃容器，每个玻璃容器的顶部设有向下伸入到玻璃容器底部的进气管，在每个玻璃容器的一侧连接设有取气管，另一侧设有伸入到玻璃容器中部的实验气体进气管，在两个玻璃容器之间设有与两个玻璃容器实验气体进气管相接的煤样放置管，所述的进气管、取气管和实验气体进气管上均装有控制阀；所述的实验装置还包括U形管，所述的U形管通过平衡软管分别与两个玻璃容器的顶部连通，在U形管的两侧与平衡软管相接处均装有旋塞。
2.根据权利要求1所述的测定松散煤体内氧气扩散系数的实验装置，其特征在于:所述煤样放置管的内径为2cm,长度为20cm。
3.根据权利要求1所述的测定松散煤体内氧气扩散系数的实验装置，其特征在于:所述的玻璃容器的容积为5L。
4.根据权利要求1所述的测定松散煤体内氧气扩散系数的实验装置，其特征在于:所述的煤样放置管通过磨口玻璃套管与实验气体进气管相接。
【文档编号】G01N13/00GK203732401SQ201420073173
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年2月20日 优先权日:2014年2月20日
【发明者】孟献梁, 褚睿智, 方强, 刘亚菲, 袁恩先, 刘亚军 申请人:中国矿业大学连云港徐圩新区高新技术研究院