[发明专利]煤堆风损和雨损的模拟试验装置及方法

权利要求书

1.一种煤堆的风损和雨损的模拟试验装置，其特征在于，包括风洞管道、风机、风门、导流板、样品托盘、喷淋装置、雨水收集器及滤网；所述风机设在所述风洞管道的一端用于向所述风洞管道内鼓风；所述风门、所述导流板及所述样品托盘依次设在所述风洞管道内；所述样品托盘用于盛放待测样品，所述样品托盘的样品放置区能够容纳不小于100kg的待测样品且待测样品自然堆放体积不超过该部分风洞管道的体积的1/4，所述样品托盘的四周设有导流沟，所述雨水收集器与所述导流沟连通；所述喷淋装置具有雨水模拟喷嘴，所述雨水模拟喷嘴设在所述风洞管道内且位于所述样品托盘之上；所述风洞管道在设有所述滤网的一端的开口尺寸逐渐增大，所述滤网设在所述风洞管道的喇叭形开口端且封住该端，所述滤网采用高密度滤网，用于拦截并收集煤堆的扬尘，用于测量扬尘粒径分布；所述风机产生的风经由所述风门调整风速和所述导流板调整风向后吹至所述待测样品表面并最终吹至所述滤网；所述喷淋装置经由所述雨水模拟喷嘴对所述待测样品进行模拟淋雨试验，模拟雨水淋到所述待测样品表面后经由所述导流沟流入所述雨水收集器；

所述煤堆的风损和雨损的模拟试验装置还包括围绕所述样品托盘四周设置的可拆卸式的防风板，所述防风板与所述风洞管道的轴向垂直设置且所述防风板的高度可调；

所述风机为额定负荷，由支架固定在所述风洞管道的端部；所述风门的风速调整范围为0～30m/s；

所述煤堆的风损和雨损的模拟试验装置还包括用于实时测量风速的风速测量仪，所述风速测量仪设在所述风洞管道内，位于所述导流板及所述样品托盘之间且靠近所述样品托盘设置；

所述煤堆的风损和雨损的模拟试验装置还包括设在所述风洞管道内用于检测起尘浓度值的TSP测量仪，所述TSP测量仪设在所述样品托盘附近；

所述风洞管道截面尺寸不小于0.8m×0.8m，所述风洞管道的侧壁设有透明密封的观察窗口；所述雨水模拟喷嘴喷出的模拟雨水的流量不小于0.4m³/h，且所述喷淋装置具有小雨、中雨、大雨、暴雨及特大暴雨五种工作模式，分别模拟小雨、中雨、大雨、暴雨及特大暴雨的模拟淋雨试验。

2.一种煤堆的风损和雨损的模拟试验方法，其特征在于，使用如权利要求1所述的模拟试验装置，所述模拟试验方法包括如下步骤：

在样品托盘上放置待测样品，并按照预设的比例形成与实物相似的形状，将样品托盘放置入风洞管道内；

进行风损模拟试验和/或雨损模拟试验，其中，所述风损模拟试验包括如下步骤：

关闭所述雨水模拟喷嘴，开启所述风机，调节所述风门及所述导流板至预设的风速和风向；

达到预设的试验时间后，关闭所述风机；

对所述滤网进行冲洗，收集冲洗液进行粒径分布特性分析，和/或称量所述样品托盘的质量，获得试验前后待测样品的风损量；

所述雨损模拟试验包括如下步骤：

关闭所述风机，开启所述雨水模拟喷嘴并调节所述淋雨装置至预设工作模式，对所述待测样品进行模拟淋雨试验，

达到预设的试验时间后，关闭所述雨水模拟喷嘴，记录所述雨水收集器的水深，记为h_i，i为第i次试验；

取部分搅拌均匀的所述雨水收集器中的样品溶液，体积记为V_i，过滤后得到湿样品，干燥后进行称重记为m_i；

计算待测样品的雨损量为α_i＝m_i*S*h_i/V_i，其中，S为所述雨水收集器的底面积；

所述煤堆的风损和雨损的模拟试验方法还包括在风损模拟试验时检测风洞管道内的起尘浓度值的步骤；

所述煤堆的风损和雨损的模拟试验方法还包括在雨损模拟试验时对所述雨水收集器中的样品溶液进行pH检测、水溶性阴离子和阳离子检测、样品溶液中粒子的体积分布和粒子数分布的检测和/或重金属含量检测的步骤；

所述煤堆的形状为圆锥台、圆柱或圆锥；所述煤堆的含水率为5％、10％或15％；所述煤堆的煤种为烟煤、无烟煤或褐煤；所述淋雨装置的预设工作模式为小雨、中雨、大雨、暴雨或特大暴雨。