摘 要:水箱液位控制系统是整机设计的重要部分,一般应用在蓄水库、发电站、污水净化站等需要监控液位的地方,目前并没有相关文献规范液位控制系统的设计方法,只是依靠以往的经验理论进行设计工作,本论文简单介绍下液位控制系统的相关设计。
　　关键词:水箱液位控制系统非线性
　　中图分类号:TU71 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)09(a)-0010-01
　　
　　煤自燃发火期是预测井下煤自燃灾害发生的重要指标之一,实验自然发火期即为在实验条件下,使松散煤体从供风开始到冒青烟所经历的时间。它反映实验条件下的最短自然发火期,其意义在于确定各类煤体相对自然发火性的强弱。近二十年,世界各主要产煤国先后建立了静态模拟煤层自燃过程的大型自然发火实验台(其中法国的实验台装煤5t、美国的13t、前苏联的4t、英国的1t)。根据实验结果,从煤自燃的氧化性和放热性两个方面对煤的自燃性进行了考察。该实验采用我国最大的煤自然发火实验台(西安科技大学XKIII型)进行煤自然发火过程的实验研究,较好地模拟了煤实际条件下的自燃过程及特征参数,其测试的自燃性及自然发火期与实际情况基本相符。
　　
　　1 实验原理及过程
　　煤自然发火是由于煤与氧接触时发生化学吸附和化学反应放出热量,当放出热量大于散发的热量时,煤温上升而导致发火。煤低温自然发火实验就是该过程的模拟,即在实验条件下,依靠煤自身氧化放热升温,考察其煤温、氧气消耗量、一氧化碳产生量以及其它气体的变化规律。
　　1.1 实验原理
　　该实验装置主要采用西安科技大学XKIII型实验发火台,可以模拟现场散热情况、漏风状况及浮煤厚度,以井下温度(15～30℃)作为实验起始温度,利用煤氧化放热引起自然升温,连续检测实验炉内各点煤样的温度、气体变化情况,以研究煤的低温氧化放热特性,预测煤的自燃倾向性及自然发火期。
　　1.2 实验条件及过程
　　在实验前从王洼二矿煤矿采集混煤2t,用塑料编织袋包装,运送到实验地点。将块煤用鄂式破碎机边破碎边装入实验炉,共装煤1524kg,煤样的粒度分布及实验条件见表1,表2。实验从2010年9月19日开始,经过一段时间氧化,炉内最高煤温从25.6℃升至170℃,历时23天,在此过程中观测煤体的自然升温过程,并测试相应气体变化规律。
　　
　　2 煤自然氧化指标气体变化规律
　　在煤自然升温过程中,从实验炉体的顶部采取气样,各种指标气体浓度及其对应的炉内最高温度、各种指标气体浓度及其比值及其对应的炉内最高温度见表2。
　　(1)CO浓度与温度的关系
　　王洼二矿煤样在常温下就会检测到少量的CO气体,并且随着温度升高CO浓度呈指数规律增加。当煤温在50℃左右的时候,气体产生速度增加,当温度达到160℃时,CO气体产生速度剧增,因此可以采用CO气体浓度判断煤自燃的温度阶段。
　　(2)CO2/CO
　　利用气体的比值来判断煤自燃的状况可消除风流大小对气体浓度的影响。根据煤燃烧理论,煤在不同温度阶段与碳氧化的反应机理是不同的。低温下,氧与碳首先形成络合物体系,然后在氧气的碰撞下,络合物体系分解,产生CO和CO2。高温下,络合物体系勿须在氧的碰撞下即可产生CO和CO2。不同温度阶段产生的CO和CO2的比例是不同的。据此可以用CO2/CO值来判断自燃的发展阶段。
　　根据王洼二矿煤样自然发火实验,随着温度的升高CO2/CO比值先升高后降低,到39.5℃第一次達到谷值,然后伴随温度的升高而升高,当温度达到41.7℃达到峰值。随着温度继续升高,CO2/CO值呈下降趋势,到48.9℃达到谷值,到64.9℃左右又达到峰值。因此,王洼二矿煤样自燃过程中各种气体指标发生突变的温度范围就不一样了。
　　
　　3 煤自燃极限参数
　　根据煤自燃机理及特点进行分析,引起煤自燃的必要条件主要有:最小浮煤厚度;下限氧浓度;上限漏风强度;上限平均粒径。松散煤体自然发火必须满足这四个条件即
　　
　　式中松散煤体内的漏风强度,;h为松散煤体的厚度,m;为松散煤体平均粒径,cm。
　　
　　
　　
　　
　　
　　式中,,分别为煤体平均温度和岩石温度,℃;h为松散煤体厚