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障碍物数量对油气泄压爆炸特性的影响 被引量：15
1
作者 杜扬 李国庆 +3 位作者 王世茂 齐圣 李阳超 王波 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期2946-2955,共10页
为了研究障碍物数量对油气泄压爆炸传播特性的影响,选取了高(2.1%)、中(1.7%)、低(1.3%)3种初始油气浓度,在半开口全透明有机玻璃管道内进行了一系列油气泄压爆炸对比实验。结果表明:(1)半开口管道内油气爆炸超压曲线存在3个典型的压力... 为了研究障碍物数量对油气泄压爆炸传播特性的影响,选取了高(2.1%)、中(1.7%)、低(1.3%)3种初始油气浓度,在半开口全透明有机玻璃管道内进行了一系列油气泄压爆炸对比实验。结果表明:(1)半开口管道内油气爆炸超压曲线存在3个典型的压力峰值pv、pmax、pneg;其中pv的大小只与封口材料破裂常数有关,与障碍物数量无关,而pmax的数值大小和pneg的绝对值大小随着障碍物数量的增大而增大,但是到达pmax的时间长短不完全由障碍物数量决定;(2)火焰在传播初期以比较规则的"指尖形"火焰传播,当受到障碍物的扰动之后火焰锋面的规则形状会受到破坏,加快火焰形态从层流到湍流的转捩,并最终在管道外部形成"蘑菇状"火焰,并且管道内障碍物数量越多,这种"蘑菇状"火焰越明显;(3)障碍物对油气爆炸火焰传播具有显著的加速效应,而且随障碍物数量的增大,这种加速效应越明显,获得的最大火焰速度越大;(4)油气爆炸过程的爆炸超压和和火焰传播具有正反馈激励的耦合关系,二者在爆炸演变过程中互相促进,这种耦合关系随着障碍物数量的增大体现得越明显。(5)障碍物数量对油气爆炸pmax和火焰传播速度的增大作用在高浓度(2.1%)和低浓度(1.3%)工况下比中间浓度(1.7%)时体现得更加显著。 展开更多
关键词 油气爆炸 障碍物数量 爆炸超压 火焰速度 湍流 混合物 实验验证
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点火方式对受限空间油气爆燃规律的影响 被引量：11
2
作者 吴松林 杜扬 +1 位作者 张培理 梁建军 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期1626-1632,共7页
通过可视化和数据分析方法,针对电火花、突遇高温热壁、直接加热热源和持续加热热壁4种常见的点火方式,对油气在受限空间的整个爆燃过程进行了对比分析。不同点火方式下油气爆燃的起燃条件、起燃速度、火焰结构、火焰颜色存在很大的区别... 通过可视化和数据分析方法,针对电火花、突遇高温热壁、直接加热热源和持续加热热壁4种常见的点火方式,对油气在受限空间的整个爆燃过程进行了对比分析。不同点火方式下油气爆燃的起燃条件、起燃速度、火焰结构、火焰颜色存在很大的区别,并进行了细节分析。尽管油气在受限空间的爆燃过程都呈现出4个阶段,但火焰颜色、持续时间对不同的点火方式是不同的。通过对最大爆炸超压和超压典型曲线的分析,最大爆炸超压由大到小的点火方式依次是突遇高温热壁、电火花、直接加热热源和持续加热热壁,并分析了受限空间中超压曲线的典型特征。 展开更多
关键词 受限空间 油气 混合物 爆炸 点火方式 实验验证
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含双侧分支结构受限空间油气泄压爆炸超压特性与火焰行为 被引量：7
3
作者 杜扬 李蒙 +4 位作者 李国庆 王世茂 张培理 齐圣 韦世豪 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期2557-2564,共8页
为研究含有双侧分支结构受限空间内油气泄压爆炸超压和火焰演变特性,进行了不同初始油气体积分数工况下含有双侧分支结构受限空间和长直受限空间内的对比实验。研究结果表明:(1)爆炸超压曲线会出现3个典型的超压峰值p1、p2、pmax,其中p... 为研究含有双侧分支结构受限空间内油气泄压爆炸超压和火焰演变特性,进行了不同初始油气体积分数工况下含有双侧分支结构受限空间和长直受限空间内的对比实验。研究结果表明:(1)爆炸超压曲线会出现3个典型的超压峰值p1、p2、pmax,其中p1的形成与管道开口端密封材料瞬时破裂有关,p2与分支结构泄压有关,而pmax受管道内部爆炸强度与火焰加速协同效应影响。(2)分支结构对爆炸超压有强化作用,当油气体积分数在1%~2%区间,爆炸超压强化程度先增强后减小,且在1.4%~1.8%之间最为强烈。(3)火焰在分支结构处发生显著的弯曲、褶皱变形,这增大了火焰面积,提高了燃烧速率,加速了流场的传热传质效率,诱导爆炸强度的急剧增大,同时提高了火焰传播速度并增大了最大火焰锋面位置。(4)火焰在含有双侧分支结构的管道内呈现"半球形火焰——指尖形火焰——平面状火焰——浪花状火焰"形态变化。 展开更多
关键词 油气爆炸 爆炸超压 火焰速度 分支结构 混合物
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障碍物位置和油气浓度对油气泄压爆炸特性影响 被引量：5
4
作者 李国庆 杜扬 +4 位作者 齐圣 王世茂 张培理 韦世豪 李蒙 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期2327-2336,共10页
为研究障碍物位置和油气浓度对油气爆炸特性影响,选取1.3%(低)、1.7%(危险浓度)和2.1%(高)三种初始浓度,进行了多工况油气泄压爆炸对比实验,主要结果为:(1)泄压爆炸超压曲线存在三个典型峰值,其中,泄压峰值pv大小与障碍物位置无关,负压... 为研究障碍物位置和油气浓度对油气爆炸特性影响,选取1.3%(低)、1.7%(危险浓度)和2.1%(高)三种初始浓度,进行了多工况油气泄压爆炸对比实验,主要结果为:(1)泄压爆炸超压曲线存在三个典型峰值,其中,泄压峰值pv大小与障碍物位置无关,负压峰值pneg的最大绝对值在障碍物与点火头的无量纲距离Li/L=0.4取得;最大超压峰值pmax最大值在Li/L=0.4取得(1.7%和2.1%工况),而1.3%工况在Li/L=0.6取得;(2)平均升压速率(dp/dt)ave、爆炸威力指数Emax、最大升压速率(dp/dt)max和最大爆炸指数Kmax的最大值均在Li/L=0.4取得;(3)在传播初期,火焰呈现较规则的"指尖形"形状,受障碍物扰动后,火焰锋面产生不规则变形,并在管道外部形成"蘑菇状"火焰,当Li/L=0.2时,"蘑菇状"火焰最明显;(4)最大火焰传播速度Sfmax在Li/L=0.2取得,并随着Li/L从0.2升至0.8时,单调递减。上述观测结果表明,障碍物位置和油气浓度对内置障碍物管道中油气爆炸特征参数均具有影响。 展开更多
关键词 油气泄压爆炸 障碍物位置 爆炸超压 火焰速度
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连续圆孔障碍物对油气泄压爆炸火焰特性影响大涡模拟 被引量：4
5
作者 李国庆 杜扬 +3 位作者 齐圣 王世茂 李蒙 李润 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1286-1294,共9页
采用WALE模型和Zimont预混火焰模型对内置圆孔障碍物油气泄压爆炸火焰特性进行了大涡模拟,并将大涡模拟计算结果和RNG k-ε湍流模型计算结果以及实验结果进行对比分析,验证了大涡模拟的精确性。结果表明:(1)大涡模拟在预测油气爆炸超压... 采用WALE模型和Zimont预混火焰模型对内置圆孔障碍物油气泄压爆炸火焰特性进行了大涡模拟,并将大涡模拟计算结果和RNG k-ε湍流模型计算结果以及实验结果进行对比分析,验证了大涡模拟的精确性。结果表明:(1)大涡模拟在预测油气爆炸超压、火焰传播速度以及火焰形态变化等方面比RNG k-ε湍流模型精确度更高,且能表现出更多流场的精细化结构;(2)障碍物诱导管道内形成湍流度较高的流场区域,导致火焰产生褶皱弯曲变形,增大火焰面积,加速火焰传播;(3)爆炸超压、火焰传播速度和火焰面积内在联系密切,具有显著的耦合性,且随时间的变化趋势存在高度的一致性。 展开更多
关键词 油气泄压爆炸 大涡模拟 障碍物 火焰特性
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基于OH-PLIF的狭长受限空间油气爆炸中间基团浓度分布研究 被引量：2
6
作者 蒋新生 余彬彬 +3 位作者 徐建楠 王文和 姜俊泽 赵亚东 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期5352-5360,共9页
为了精确测量狭长受限空间油气爆炸过程中的关键自由基团,从而实现对其爆炸流场、火焰传播的精确分析,基于先进的平面激光诱导荧光测量技术(PLIF),设计构建了油气爆炸PLIF测量系统,开展了不同工况下狭长受限空间汽油-空气混合气爆炸实... 为了精确测量狭长受限空间油气爆炸过程中的关键自由基团,从而实现对其爆炸流场、火焰传播的精确分析,基于先进的平面激光诱导荧光测量技术(PLIF),设计构建了油气爆炸PLIF测量系统,开展了不同工况下狭长受限空间汽油-空气混合气爆炸实验研究,获得了该爆炸中间基团OH基的浓度分布。实验结果表明,1.1%~2.4%(体积分数)油气浓度之间,OH基浓度先增大后减小;随火焰的传播发展,OH基浓度不断变大,表明爆炸不断强化;爆燃不同时期OH基分布情况不同,表明不同爆燃阶段的燃烧反应区域有较大差异;爆燃前期火焰与壁面之间有“隔离带”,是由未燃气浓度增大导致火焰传播变慢的结果。主要创新点在于通过设计时序控制子系统,解决了非稳态预混燃烧中自由基分布瞬态测量。 展开更多
关键词 油气爆炸 PLIF OH基 反应动力学 自由基 爆炸
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