-
题名超细水雾增强与抑制甲烷/空气爆炸的机理分析
被引量：15
- 1
-
-
作者
曹兴岩
任婧杰
周一卉
王秋菊
李一鸣
毕明树
-
机构
大连理工大学化工机械学院
-
出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第7期1711-1719,共9页
-
基金
辽宁省优秀人才资助项目(LR2012002)
-
文摘
通过数值模拟方法对密闭容器内部超细水雾与甲烷/空气爆炸火焰的相互作用机理进行研究。采用大涡模型和部分预混燃烧模型分别对爆炸火焰流场和甲烷/空气燃烧过程进行计算;利用欧拉-拉格朗日方法对连续相和离散相方程进行耦合求解,实现气液两相间的质量、动量和能量的传递。通过实验验证了模型的准确性,并详细分析了水雾导致爆炸增强与抑制的机理。结果表明:水雾吸收的汽化潜热大于显热,且两者均远大于液滴的动量吸收作用;水雾吸热和汽化膨胀两种效应的共同作用导致增强和抑制爆炸两种相反的结果,液滴粒径、速度和水雾质量浓度将影响火焰面的温度、导温系数、脉动速度和湍流尺度,进而影响火焰传播速度和容器内部的热增速率。
-
关键词
超细水雾
甲烷/空气爆炸
增强/抑制
数值模拟
-
Keywords
ultrafine water mist
methane/air explosion
enhancement/suppression
numerical simulation
-
分类号
TD712.7
[矿业工程—矿井通风与安全]
-
-
题名密闭长管内甲烷-空气爆炸火焰传播数值模拟
被引量：14
- 2
-
-
作者
毕明树
董呈杰
周一卉
-
机构
大连理工大学化工机械学院
-
出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012年第1期127-131,共5页
-
基金
国家自然科学基金资助项目(500076006)
教育部基金资助项目(106054)
-
文摘
采用LES湍流模型与预混燃烧模型对直径D=104 mm,长度L=2 400 mm的圆柱形容器内甲烷-空气预混爆炸进行了数值模拟,模拟最大爆炸压力与实验结果吻合。结果表明,混合气体被引燃后,火焰速度快速增加,接下来火焰速度突然下降;火焰传播过程中出现郁金香火焰,它的形成与中心区域逆流和容器壁的相互作用有关;在郁金香型火焰面后出现涡团,该涡团对层流燃烧转变为湍流燃烧起到重要作用。研究内容揭示了密闭长管内气体爆炸火焰传播规律。
-
关键词
大L/D密闭容器
甲烷-空气爆炸
计算流体力学
-
Keywords
large L/D closed vessel
methane-air explosion
CFD（computation fluid dynamics）
-
分类号
TD752.1
[矿业工程—矿井通风与安全]
-
-
题名超细水雾雾化方式对甲烷爆炸过程影响的实验研究
被引量：14
- 3
-
-
作者
曹兴岩
任婧杰
毕明树
姜海鹏
李一鸣
-
机构
大连理工大学化工机械与安全学院
-
出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第7期1795-1802,共8页
-
基金
辽宁省优秀人才资助项目(LR2012002)
-
文摘
通过可视化实验对超细水雾作用下的爆炸过程进行研究,采用两种雾化方式产生超细水雾并借助PDPA实现确定水雾参数下的爆炸影响研究,发现超细水雾将导致爆炸产生增强与抑制两种相反的作用结果;超细水雾通过影响火焰阵面结构间接影响爆炸强度,而超细水雾对火焰阵面的影响程度与水雾参数(水雾粒径、速度和水雾浓度)有关;受超细水雾作用后的火焰分为4种结构,为有效实现爆炸抑制,应使其为小尺度湍流火焰,实现良好的热量交换且不引起明显的火焰面结构变化。同时,压力上升与火焰传播是相对应的,爆炸压力、压力上升速率曲线双峰值和火焰传播速度受水雾参数的影响显著。
-
关键词
甲烷/空气爆炸
超细水雾
增强与抑制
火焰结构
-
Keywords
methane/air explosion
ultrafine water mist
enhancement and suppression
flame structure
-
分类号
TD712.7
[矿业工程—矿井通风与安全]
-
-
题名水雾粒径对超细水雾抑制甲烷/空气爆炸过程的影响
被引量：8
- 4
-
-
作者
曹兴岩
任婧杰
毕明树
姜海鹏
李一鸣
-
机构
大连理工大学化工机械与安全学院
-
出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第9期2376-2384,共9页
-
基金
辽宁省优秀人才基金资助项目(LR2012002)
-
文摘
建立了超细水雾作用下甲烷-空气爆炸过程的三维数值模型,采用大涡模拟模型计算爆炸流场瞬态流动过程;考虑了水雾的蒸发、汽化过程以及气液两相间的质量、动量和热量交换,通过欧拉-拉格朗日模型分别对连续相与离散相进行计算,交替求解离散相与连续相的控制方程实现气液两相间的耦合求解;分析了水雾粒径对爆炸火焰反应区作用程度以及热量交换速率的影响;获得了最佳抑爆粒径并解释了粒径导致抑爆效果差异的原因;水雾粒径通过与火焰反应区的作用程度和蒸发速率影响气液两相间的热量交换速率,进而影响火焰传播速率和爆炸强度;为实现爆炸强度的有效抑制,水雾粒径选取的条件应保证水雾在反应区完全汽化。
-
关键词
甲烷/空气爆炸
数值模拟
超细水雾
热量交换
-
Keywords
methane/air explosion
numerical simulation
ultrafine water mist
heat exchange
-
分类号
TD712.71
[矿业工程—矿井通风与安全]
-
-
题名狭长受限空间甲烷-空气爆炸事故研究评述
被引量：7
- 5
-
-
作者
陈国华
董浩宇
张强
赵一新
胡盛
李少鹏
-
机构
华南理工大学安全科学与工程研究所
-
出处
《安全与环境学报》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第3期946-959,共14页
-
基金
国家重点研发计划项目(2017YFC0804700)
广东省省级科技计划项目(2017A020219010)。
-
文摘
狭长受限空间由于结构的约束性,发生气体爆炸时易导致严重的爆炸后果。甲烷是瓦斯和天然气的主要成分,煤矿巷道和地下管涵等狭长受限空间的甲烷-空气爆炸严重威胁工业生产安全。本文系统分析了国内外狭长受限空间甲烷-空气爆炸事故研究成果,按气体体积比和气体体积、环境因素、点火源、障碍物、结构等影响因素分类评述了当前的研究进展,指出各因素下甲烷-空气爆炸后果影响研究中存在的不足,提出爆炸特征参数演化以定性为主向定量化表征是未来研究的重点,对数值模拟软件进行二次开发以实现爆炸流场演化导致结构变形的全过程分析是进一步完善的方向,对狭长受限空间甲烷-空气爆炸事故防控和后果评估具有一定指导价值。
-
关键词
安全工程
狭长受限空间
甲烷-空气爆炸
传播规律
事故后果
-
Keywords
safety engineering
narrow confined space
methaneair explosion
propagation law
accident consequence
-
分类号
X932
[环境科学与工程—安全科学]
TU312
[建筑科学—结构工程]
-
-
题名超细氢氧化镁粉体抑制甲烷-空气混合物爆炸效能研究
被引量：4
- 6
-
-
作者
王秋红
邓军
罗振敏
肖旸
-
机构
西安科技大学能源学院
-
出处
《中国安全科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2014年第12期33-37,共5页
-
基金
中国博士后科学基金资助(2013M530430)
陕西省博士后科学基金资助([2013]10号-1-29)
-
文摘
为研究绿色阻燃剂——氢氧化镁（Mg（OH）2）粉体对甲烷爆炸的抑制效能，采用20L近球形爆炸罐系统，通过试验考察Mg（OH）2粉体对甲烷爆炸压力的降低幅度，得到最佳抑爆粉体浓度。试验中粉体质量浓度按50g／m^3幅度增加，同一组试验做3次。试验结果表明，Mg（OH）2粉体在一定程度上可以抑制甲烷爆炸威力，且粒径为0．085和1．3μm时，对同一浓度的甲烷气体最佳抑爆粉体浓度相同。平均粒径为0．085和1．3μm的Mg（OH）2粉体，可使甲烷体积分数为7．0％的甲烷-空气混合气体的爆炸压力分别下降13．48％和10．92％，这时的最佳抑爆粉体质量浓度为175～225g／m^3；可使体积分数为9．5％的甲烷气体的爆炸压力分别下降25．42％和19．48％，这时的最佳抑爆粉体质量浓度为225～275g／m^3。
-
关键词
氢氧化镁(Mg(OH)2)
甲烷-空气爆炸
抑爆
最大爆炸压力
最大压力上升速率
-
Keywords
magnesium hydroxide
methane-air explosion
explosion suppression
maximum explosion pressure
maximum rate of pressure rise
-
分类号
X932
[环境科学与工程—安全科学]
TD712.7
[矿业工程—矿井通风与安全]
-
-
题名多孔材料空间位置对火焰涡激励效应的影响
- 7
-
-
作者
龙凤英
李泽欢
黄俊
俞树威
段玉龙
-
机构
重庆科技学院安全工程学院
油气生产安全与风险控制重庆市重点实验室
-
出处
《安全》
2022年第9期16-23,共8页
-
基金
河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室——省部共建国家重点实验室培育基地开放基金(WS2021A04)
重庆科技学院科技创新研究生项目(YKJCX2120703)。
-
文摘
为探究多孔材料空间位置对置障管道中甲烷/空气爆炸过程及火焰加速效应的影响,采用高速摄像机和冲击波测试仪监测爆炸过程特性参数变化,分析多孔材料安装于距点火端40、50、60、75cm处时对火焰涡激励动力的影响和超压瞬态变化。结果表明:多孔材料位于50cm处,火焰涡激励效应最显著,火焰加速传播,最大速度可达72.80m/s;多孔材料位于管道前半部分时,多孔网状障碍物对压力波的促进作用起主导,且50cm处的促进效果优于40cm处;位于管道后半部分时,多孔网状材料阻挡、反射和衰减压力波作用起主导,且75cm处的衰减效果优于60cm处。恰当的多孔材料位置在实际燃爆场景中十分重要,可避免阻火材料安装不当带来更大爆炸危害发生。
-
关键词
多孔材料
空间位置
甲烷/空气爆炸
实验
-
Keywords
porous material
spatial position
methane/air explosion
experiment
-
分类号
X932
[环境科学与工程—安全科学]
-
-
题名柔性障碍物对甲烷空气爆炸波激励作用的实验研究
被引量：11
- 8
-
-
作者
张延炜
徐景德
胡洋
田思雨
冯若尘
秦汉圣
-
机构
华北科技学院安全工程学院
-
出处
《爆炸与冲击》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第5期80-88,共9页
-
基金
国家自然科学基金(51874134,51374108)
“十三五”国家重点研发计划(2016YFC0801502)
华北科技学院中央高校基本科研业务费项目(3142018017)。
-
文摘
为研究柔性障碍物对甲烷空气爆炸波的激励效应,采用双向拉伸聚丙烯(biaxially oriented polypropylene,BOPP)薄膜作为柔性障碍物将管道内甲烷空气预混气体与空气隔开,对比障碍物前后火焰、激波变化,分析膜状柔性障碍物激励效应的机理。实验结果表明:这种具有一定承压能力的柔性障碍物对甲烷爆炸波产生的激励效应不可忽视,在膜片破裂前产生多次激波反射过程,可诱导湍流火焰形成,促使膜前爆炸压力提高,膜片破裂后,火焰在伴流作用下传播速度突增,并加速逐渐逼近前驱冲击波,致使膜后爆炸压力大幅提高;激励效应可使膜片前后最大爆炸压力相差5倍,火焰速度相差7倍;另外在膜片位置2.5 m后增设一道膜片,可增强这种激励效应,而增加膜片的实质是使激波火焰相互作用的次数增加。
-
关键词
甲烷空气爆炸
柔性障碍物
激励效应
激波
-
Keywords
methane-air explosion
flexible obstacle
incentive effect
shock wave
-
分类号
O381
[理学—流体力学]
-
-
题名密闭容器甲烷-空气混合物爆炸的尺寸效应
被引量：10
- 9
-
-
作者
王志荣
孙培培
唐振华
张锎
-
机构
南京工业大学安全科学与工程学院
-
出处
《中国安全科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第1期60-66,共7页
-
基金
国家自然科学基金项目资助(52074159)
江苏省研究生科研与实践创新计划项目(SJCX20_0381)。
-
文摘
为探究密闭容器甲烷爆炸的尺寸效应及其变化特征,以及预防和控制密闭容器甲烷爆炸事故,通过改变圆柱形容器体积和管道的长度和直径,研究密闭容器甲烷-空气混合物爆炸压力变化特性;采用多元线性回归模型,分析最大爆炸压力及最大压力上升速率与管径和管长的关系。结果表明:在圆柱形容器中,最大爆炸压力上升速率随容器体积的增大而减小;随着管道内径的增加,管道末端的最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率均下降;管道长度增加,管道末端最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率均增加。试验得到最大爆炸压力及最大压力上升速率的无量纲预测模型。
-
关键词
密闭容器
甲烷-空气混合物爆炸
尺寸效应
容器体积
最大爆炸压力
-
Keywords
closed vessel
methane-air mixture explosion
size effect
container volume
maximum explosion pressure
-
分类号
X932
[环境科学与工程—安全科学]
-
