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惰性气体泄爆实验与数值模拟

对惰性气体在3种不同压力下的泄爆进行了实验,并分别获得了流场图像、实验中气源出口截面的气体静压与周围环境静压之比分别为1.2、2.0和2.5。同时应用改造后的高阶精度MUSCL差分格式,对泄爆流场进行了数值模拟,将计  (本文共4页) 阅读全文>>

河南理工大学
河南理工大学

气液两相介质抑制管道瓦斯爆炸协同规律及机理研究

可燃气体爆炸防治是我国当前工业安全和公共安全研究的热点。本文基于自行搭建的惰性气体-超细水雾惰化抑制管道瓦斯爆炸试验系统,通过对比单一抑爆剂和气液两相介质抑制9.5%甲烷/空气预混气爆炸在超压、火焰形态与结构、火焰传播速度和最大火焰温度等爆炸动态参数的变化,分析了惰性气体种类、稀释体积分数和超细水雾通入量影响气液两相介质抑制瓦斯爆炸的协同作用规律,获得了抑爆关键控制参数;并结合理论分析和数值模拟,对惰性气体和超细水雾协同抑制瓦斯爆炸的相间耦合作用机制进行了探讨,揭示了气液两相介质抑制瓦斯爆炸的协同机理,为清洁、高效惰化细水雾抑爆技术的发展提供了科学支撑。获得了惰性气体、超细水雾等单一抑爆剂对瓦斯爆炸的抑制效果。结果表明:惰性气体在抑制火焰传播速度、爆炸超压方面效果较好,超细水雾对火焰温度的抑制作用要大于惰性气体,但二者要实现对9.5%甲烷/空气预混气的完全惰化都需要相当高的浓度。获得了气液两相介质抑制9.5%甲烷/空气爆炸的衰减...  (本文共163页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安科技大学
西安科技大学

管道内甲烷爆炸特性及CO_2抑爆的实验与数值模拟研究

气体在不受控条件下的燃烧与爆炸给人们带来了巨大的生命、财产损失。基于可燃气体爆炸的巨大破坏性,研究其引发破坏模式、燃烧爆炸传播机制以及相应的抑制方法,提出防灾减灾措施显得愈发迫切。本文结合可燃性气体爆炸、传播相关机理,运用XKWB-S型气体爆炸火焰传播特性测试系统和专业气体爆炸模拟软件FLACS,对小尺寸爆炸管道内不同浓度甲烷爆炸特性及CO2抑爆过程进行了实验和数值模拟研究。结果表明,内径88mm、长1600mm(L/D=18)的石英玻璃管道内甲烷爆炸极限为4.95%~12.65%;爆炸感应期随着甲烷浓度的增加而缩短,甲烷被引燃后的火焰生成过程显现出球形火焰的生长和内焰的拉伸与前移两个过程,火焰长度随着爆炸传播距离的增大而增加,且甲烷越接近当量浓度,其爆炸传播过程中的火焰长度和火焰传播速度越大。甲烷爆炸传播过程中,爆炸超压经历压力积聚-传播-泄压-负压回流-震荡并恢复常压等阶段;温度在爆炸发生后迅速上升,随着爆炸火焰的传播受到壁...  (本文共69页) 本文目录 | 阅读全文>>

大连理工大学
大连理工大学

瓦斯抽采安全防护关键技术及多级防护系统研究

煤炭资源是人类工业生产和生活的重要物资。为保障国民经济快速发展,我国煤炭产量逐年增加,矿井开采深度加大。由于瓦斯含量随矿井开采深度增加而逐渐增大,开采条件不断恶化,高瓦斯突出矿井逐渐增多,我国成为世界上瓦斯灾害最严重的国家,瓦斯治理成为矿井安全生产的首要问题。瓦斯抽采是治理瓦斯灾害的最有效方法。鉴于我国煤矿瓦斯抽采管道中的瓦斯浓度往往处于爆炸极限内,瓦斯抽采过程中存在重大的安全隐患,遭遇设备运转异常、静电或雷电时,极易发生瓦斯燃烧或爆炸事故,严重危害煤矿安全生产和矿工生命安全。为保证煤矿瓦斯的安全抽采,在瓦斯管道输送系统中靠近可能的火源点附近管道上,应安设安全防护设施,即泄爆、抑爆、阻爆等设施,对实现矿井瓦斯安全可靠开采、消除低浓度瓦斯在排放、输送过程中存在的重大安全隐患具有重要意义。然而,现有的泄爆、抑爆和阻爆技术虽然原理可行,但由于对瓦斯抽采管道内爆炸流场特征及其影响因素缺乏全面系统的研究,导致开发出的瓦斯抽采安全防护装置可...  (本文共130页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京工业大学
南京工业大学

受限空间气体爆炸传播及其动力学过程研究

工业过程中,特别是化工和石油化工生产中,可燃性气体得到广泛应用。由于装置设备本身的缺陷或人为因素常常会发生受限空间气体爆炸事故。在受限空间的约束作用下,气体爆炸会产生较高的压力和压力增长速率,以至于很多装置或设备不能承受而造成人员伤亡和财产损失,甚至导致灾难性的后果。因此,开展受限空间气体爆炸的研究,对于预防和控制此类工业灾害性事故具有重要的实际意义和科研价值。对建国以来我国已经发生的42起典型化工装置爆炸事故原因进行了分类和统计分析,根据统计分析结果确定以可燃性气体与空气混合物爆炸作为本论文研究对象。作为研究工作的基础,本论文首先对受限空间气体爆炸压力和温度进行了热力学计算研究,采用化工热力学的分析方法建立了计算密闭容器气体爆炸和小空间局部可燃气体爆炸温度和压力的计算模型。针对可燃气体与空气混合物多组份的特点,考虑爆炸时高温高压等条件对物性参数和输运参数的影响,将真实气体状态方程和气体混合规则引入到数值模型中,提高了气体爆炸数...  (本文共185页) 本文目录 | 阅读全文>>

《福州大学学报(自然科学版)》2020年02期
福州大学学报(自然科学版)

甲烷-空气预混气体泄爆作用下容器振动响应特性

利用自主搭建的气体泄爆容器动态力学响应测试系统,研究甲烷-空气预混气体泄爆过程中实验舱的振动响应特性,并结合舱内部超压、火焰演化和实验舱固有频率等特征,探讨前述实验舱动态力学的响应机制.研究发现:1)泄爆过程中实验舱动态力学响应存...  (本文共6页) 阅读全文>>

《中国安全生产科学技术》2017年04期
中国安全生产科学技术

管道中氢气-空气爆轰的多级泄爆数值模拟研究

为了研究管道内氢气的爆燃转爆轰及其抑制过程,对单个障碍物管道中氢气-空气混合物燃爆过程以及多级泄爆进行了二维数值模拟。基于氢气-空气19步详细化学反应动力学机理,以及k-ε湍流模型、概率密度函数输运方程和同位网格SIMPLE算法,采用计算流体软件Fluent...  (本文共6页) 阅读全文>>