检索结果-南通市图书馆

作者：朱寒河南理工大学

学位级别：硕士

瓦斯爆炸是矿井主要灾害之一,对矿井下工作人员的安全造成严重伤害。我国目前的能源结构中,煤炭占据重要位置。井下相对封闭的环境中,瓦斯易集聚,安全状态极易被破坏。爆炸造成的冲击波具有严重破坏性,安全形势不容乐观。基于此,瓦斯爆... 详细信息

瓦斯爆炸是矿井主要灾害之一,对矿井下工作人员的安全造成严重伤害。我国目前的能源结构中,煤炭占据重要位置。井下相对封闭的环境中,瓦斯易集聚,安全状态极易被破坏。爆炸造成的冲击波具有严重破坏性,安全形势不容乐观。基于此,瓦斯爆炸及其防治研究,就成了众多学者关注的焦点。本文采用主动阻爆方式,在实验管道上进行弹性障碍条件下的阻爆实验,以期得到有效的爆炸防治手段。在水平管道内设置障碍物、侧管,进行实验,并使用高速相机和压力传感器对试验参数进行记录。对不同工况的实验进行分析,得到有利于实现阻爆的方法。在150×150×5000mm管道内设置刚性障碍和弹性障碍物并进行实验,实验结果显示,在喷头后方设置障碍物有利于阻爆成功。火焰在相同的位置被扑灭,无障碍管道内需要35g磷酸铵盐(ABC干粉),弹性障碍管道内仅需要5g。使用弹性和刚性障碍物都使爆炸过程的超压增大,但弹性障碍物使超压增大的幅度小,刚性障碍物使超压急剧增大。实现阻爆时,无障碍、弹性障碍、刚性障碍条件下的传播速度都较低。未阻爆时,管道中部的刚性障碍和弹性障碍都导致传播速度急剧升高,刚性障碍对应更高的速度。对比障碍物位置,障碍在管道末端时更有利于阻爆。在150×150×3000mm的水平管道上方设置侧管,在0-1m充入9.5%甲烷-空气预混气,1-3m充入空气,研究侧管对爆炸和阻爆的影响。对比平直管道和侧管管道,发现侧管管道内超压峰值和速度峰值都高于无侧管管道。喷头位置对火焰最远传播距离有影响,喷头离点火端越远,火焰最远传播距离越远。对比有无侧管的管道,有侧管的管道内阻爆至同一位置时,所需的阻爆剂质量更少。侧管和弹性障碍协同阻爆效果优于单一设置的阻爆效果,2.5m处仅协同装置可实现阻爆。协同装置管道内,阻爆成功可使阻爆区后方不发生爆炸,保护后方人员安全;阻爆失败,爆炸导致较高超压峰值,具有更强的破坏性。图24幅,表4个,参考文献79篇。

关键词：瓦斯爆炸阻爆弹性障碍物

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

瓦斯爆炸过程中多种灭火剂的阻爆特征研究

瓦斯爆炸过程中多种灭火剂的阻爆特征研究

作者：苏振国河南理工大学

学位级别：硕士

为了探究多种抑制剂对甲烷爆炸传播火焰的影响,设计了一种能探测火焰和喷射抑制剂的主动式系统。该系统主要多个分系统组成,分别为管道系统、充气系统、点火系统、阻爆系统和采集系统。根据现有的实验条件设计系统,并在实验过程中采集... 详细信息

为了探究多种抑制剂对甲烷爆炸传播火焰的影响,设计了一种能探测火焰和喷射抑制剂的主动式系统。该系统主要多个分系统组成,分别为管道系统、充气系统、点火系统、阻爆系统和采集系统。根据现有的实验条件设计系统,并在实验过程中采集并记录实验中所涉及的爆炸压力变化、爆炸火焰的传播过程、喷洒抑制剂的用量和压力等相关数据。在甲烷预混气体爆炸后,阻爆系统中的主动阻爆装置开启,驱动抑制剂喷出并在管道内形成抑制区域,进而阻止爆炸火焰形成和继续传播,并最终实现爆炸火焰在管道内停止传播。通过改变气体种类得到不同的爆炸火焰传播规律,然后协同ABC干粉灭火剂来研究对瓦斯爆炸传播的阻爆作用。此外在自主设计管道平台上,通过改变全氟己酮用量和CO、N的压力,来研究全氟己酮和CO、N气体协同对瓦斯爆炸火焰的抑爆作用,并对此进行定性和定量分析。通过实验发现,管道内喷入纯甲烷气体、氮气、二氧化碳、9.5%预混甲烷等四种气体会使瓦斯爆炸火焰的速度降低,其中纯甲烷气体抑制效果最好,使爆炸火焰的速度降低了24.5%。对爆炸超压曲线分析得出,纯甲烷气体对爆炸超压的抑制作用比二氧化碳和氮气强。在纯甲烷的减速抑制作用下,下游用更少的ABC干粉就能扑灭爆炸火焰,更容易实现阻爆。通过对纯甲烷的抑爆反应机理分析发现,纯甲烷不仅对碳氢燃料产生的自由基进行强烈的抑制和阻断,还对氧气产生的自由基进行抑制,说明喷入纯甲烷比二氧化碳具有更强的抑爆作用。通过研究全氟己酮和CO气体对瓦斯爆炸传播过程的影响发现,实验中CO和N不能单独实现阻爆,而全氟己酮能单独实现阻爆。全氟己酮与一定压力的CO或N混合喷出有利于全氟己酮完全汽化和提升其抑制阻爆的能力,当CO气体的压力为1.1MPa时,熄灭火焰所需的全氟己酮用量比单独使用全氟己酮熄灭火焰的用量下降78.3%,此时的全氟己酮与CO气体对爆炸火焰的协同抑制作用恰好达到最佳效果。全氟己酮与CO复合剂降低第二超压峰值的作用强于N和全氟己酮的复合剂。全氟己酮的化学抑制机理在于它遇高温分解产生大量的CF?、CF?和F?等自由基,优先与预混气产生的O??、H?、OH?自由基结合,从而对爆炸反应具有抑制和阻断效果。

关键词：二氧化碳全氟己酮 ABC干粉氮气甲烷抑制机理火焰减速阻爆

空间条件变化对聚氨酯泡沫阴燃传播的影响研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

空间条件变化对聚氨酯泡沫阴燃传播的影响研究

作者：李芳河南理工大学

学位级别：硕士

阴燃是一种没有火焰、低温并且传播较慢的燃烧形式,主要依靠材料与氧气发生异相氧化反应所放出的热量来维持其自身的传播。本文主要对一种最常见的多孔材料——聚氨酯泡沫进行实验研究,通过改变实验装置的排烟条件、加热距离以及材料的... 详细信息

阴燃是一种没有火焰、低温并且传播较慢的燃烧形式,主要依靠材料与氧气发生异相氧化反应所放出的热量来维持其自身的传播。本文主要对一种最常见的多孔材料——聚氨酯泡沫进行实验研究,通过改变实验装置的排烟条件、加热距离以及材料的空间结构,进而分析其对聚氨酯泡沫材料阴燃传播过程所产生的影响规律。在自然对流条件下,通过改变实验装置的排烟口面积,分别对竖直正向阴燃和逆向阴燃进行实验,分析在不同排烟条件下的阴燃传播规律。研究表明,在排烟口完全密闭时,阴燃虽然不会向明火转化,但是仍可维持传播。随着排烟口面积的增大,阴燃的传播速度和炭燃烧的平均升温速率都随之增大,最后发生阴燃向明火的转化。为了研究阴燃自维持传播的特点,通过改变加热距离对聚氨酯泡沫进行阴燃实验。结果表明随着加热距离的增大,材料所接收到加热器的热量减小,当材料自身发生氧化放热反应,表现为温度突然快速上升时,阴燃才可以实现自维持传播;在升温速率曲线上,数值的向上增大或向下减小就对应着阴燃能自维持或熄灭。当往材料中添加烟丝或者纸屑来改变材料的结构进行实验时,在阴燃温度条件下,空隙条件的改变会加速阴燃燃烧的进行,并且这两种材料的添加都会加快阴燃向明火的转化,增加火灾的危险性。通过对阴燃的研究,可以掌握阴燃火灾的一般规律。这有助于通过加强管理和采取有效措施来预防阴燃火灾的发生,并为安全防范和管理提供科学的依据和指导。

关键词：阴燃聚氨酯泡沫排烟条件空间结构温度场

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

管道瓦斯爆炸火焰的传播减速和扑灭方法探索

管道瓦斯爆炸火焰的传播减速和扑灭方法探索

作者：刘洋河南理工大学

学位级别：硕士

瓦斯爆炸作为危害矿山安全的主要灾害之一,常伴随着高温火焰对巷道设备的灼烧以及高压冲击波对巷道内存物的冲击,造成人员伤亡的同时也带来巨大的财产损失和不良的社会影响。如何较好地控制瓦斯爆炸,从根本上解决瓦斯爆炸对人员、设备... 详细信息

瓦斯爆炸作为危害矿山安全的主要灾害之一,常伴随着高温火焰对巷道设备的灼烧以及高压冲击波对巷道内存物的冲击,造成人员伤亡的同时也带来巨大的财产损失和不良的社会影响。如何较好地控制瓦斯爆炸,从根本上解决瓦斯爆炸对人员、设备造成的损害,是各国专家、学者不断研究的重要课题。本文探索如何实现爆炸火焰传播过程的减速、乃至扑灭,从而更有效地解决瓦斯爆炸危害问题。本文在实验室现有条件基础上,自主搭建小型爆炸平台。该平台由七大系统组成,包含管道系统、配气系统、压力与光电数据采集系统、高速摄像仪、点火系统、抑制剂充入系统以及挡板系统。按照实验过程中的工况要求对系统进行设计,采集记录实验所涉及的火焰传播过程、压力变化过程等有关数据。对平直管道内的瓦斯爆炸喷入N、R125(五氟乙烷)的实验中,与无抑制剂喷入的瓦斯爆炸过程相对比,喷入0-0.1MPa压力的N后,传播时间由352ms延长至365ms,最大火焰传播速度也由8.40467降低为8.23454m/s,降幅为2.02%。在N喷入压力上升至0.2-0.3MPa后,传播时间达到395ms,此时管内最大火焰传播速度降至7.6515m/s,降幅为8.96%。将R125喷入压力调大至0.3MPa后,火焰传播却需432ms,此时管内最大火焰传播速度为6.98151m/s,降幅达16.93%,即N、R125的喷入均能在一定程度上减缓瓦斯爆炸火焰传播,且R125效果略优于N效果。通过研究有、无侧向泄压对瓦斯爆炸传播影响发现,在爆炸火焰到达侧向泄压口前,两种工况下的爆炸火焰传播速度相差不大,且侧向泄压口处的火焰传播速度最大。火焰穿过侧向泄压口位置后,侧向泄压下的火焰传播速度由最大值4.12651m/s降低至0.51064m/s,降幅达87.63%,并在之后过程中始终保持低速传播,致使从侧向泄压口至管道左端距离,有侧向泄压的火焰传播用时是无侧向泄压条件下火焰传播用时的7.81倍之多。除此之外,侧向泄压口的设置能在不影响各峰值形成时间的基础上,使第二超压峰值大小从5.83kPa降低至2.06kPa,降幅达64.33%,第三峰值压力大小从5.73kPa降低至1.338kPa,减少了76.65%,其效果远好于平直管道内N、R125的喷入效果,即侧向泄压能够大幅减速瓦斯爆炸传播。在研究侧向泄压下挡板对瓦斯爆炸影响后得出,与无挡板时火焰传播的842ms相对比,60°挡板时火焰传播需773ms,30°条件下需839ms,即挡板设置加速了管内火焰传播,角度越大挡板的加速效果越明显,但以挡板和管壁连接点(距点火源1.2m处)为界限,在此之前的火焰传播速度为长板>中板>小板,在此之后变更为小板>中板>长板。不仅如此,挡板的设置与平直管道形成凹凸壁面,在其影响下对压力变化产生干扰出现第四超压峰值,该峰值随着挡板角度的增大而增大,而到达时间缩短。但无论挡板角度如何改变,都无法阻止瓦斯爆炸沿管道继续传播。爆炸发生后,在侧向泄压口下游设置双喷头喷入N,当N喷入压力为0-0.1MPa时,瓦斯爆炸火焰传播时间为532ms,与无N喷入的842ms相比,少量气体的喷入反而加速了管道后方爆炸的传播。随着N喷入压力的逐渐增大,N对整个断面预混气的充分稀释速度加快,在0.1-0.2MPa的N喷入压力下,瓦斯爆炸火焰沿管道的传播已经被阻止,被挡于右端喷头位置,继续加大N喷入压力至0.2-0.3MPa,爆炸火焰传播受阻效果更加明显,从侧向泄压口开始便不能观测到明显火焰,瓦斯爆炸沿管道的传播被阻止,后方瓦斯爆炸传播被扑灭。但在无侧向泄压条件下,即使N喷入压力为0.2-0.3MPa,瓦斯爆炸火焰依旧沿管道快速传播,完成管内传播仅需395ms。因此,只有对瓦斯爆炸火焰传播大幅减速后,在合适的喷入压力下,才能在足够时间内形成“断面”,实现瓦斯爆炸的扑灭。

关键词：甲烷减速扑灭抑制剂泄压口障碍物

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

煤样分阶段氧化特性研究

煤样分阶段氧化特性研究

作者：林棉金河南理工大学

学位级别：硕士

为了全面认识煤自燃发生的机理和规律,进一步揭示煤氧复合过程的作用机理,本文从恒温环境温度的角度来探索煤氧复合过程所表现出的各种特性。对三种不同煤样进行一系列温度下的恒温加热,以观测煤在各阶段的氧化情况。在加热过程中用热... 详细信息

为了全面认识煤自燃发生的机理和规律,进一步揭示煤氧复合过程的作用机理,本文从恒温环境温度的角度来探索煤氧复合过程所表现出的各种特性。对三种不同煤样进行一系列温度下的恒温加热,以观测煤在各阶段的氧化情况。在加热过程中用热电偶进行温度的测量,而在各次加热间,当煤体温度靠环境温度的高温传热来维持高温时,将煤样取出进行质量的称量;与此同时,对各温度下的反应过程所产生的CO2、CO量进行了测量以及对低温下(≤200℃)经充分氧化后的煤样进行红外光谱测试。获得了以下主要结论:1.各煤样在一定的环境温度下,经过一段时间的充分氧化后,都表现出这样的特征:煤样不再发生反应,这时只有提高温度,才能继续反应。因此,恒温条件下对煤样进行加热,煤具有分阶段氧化的特性。2.各煤样在经历150℃加热过程中,其所释放的气体量呈现出先增加后减少,直至为零的趋势,同时,在经历了150℃的恒温加热放热反应后,其加热后的质量均比105℃干燥后的质量大,质量的增加主要是由于氧气跟煤样发生了化合反应形成中间产物,因此,在较低温度下,煤氧发应生的反不能表示成C+O2。3.三种煤样在相同的实验条件下进行恒温加热氧化实验,但是由于各煤样分子结构及各活性基团反应能力的不同,加热过程所呈现出的氧化特性存在一些明显的差异,这进一步显示了煤氧复合过程的复杂性以及煤的化学结构影响着该过程所表现出的氧化特性。

关键词：恒温加热煤氧复合煤样质量官能团

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

腔体结构对管道甲烷爆炸的削弱作用研究

腔体结构对管道甲烷爆炸的削弱作用研究

作者：刘金刚河南理工大学

学位级别：硕士

煤炭长期以来都是重要的能源供应原材料,近年来虽然国家强调要逐渐发展清洁能源早日完成碳达峰的目标,但由于国际能源市场动荡,煤炭消费还在持续增长,据国家统计局数据显示2022年我国原煤产量增长9%,而煤炭开采过程中时常发生一些爆炸事... 详细信息

煤炭长期以来都是重要的能源供应原材料,近年来虽然国家强调要逐渐发展清洁能源早日完成碳达峰的目标,但由于国际能源市场动荡,煤炭消费还在持续增长,据国家统计局数据显示2022年我国原煤产量增长9%,而煤炭开采过程中时常发生一些爆炸事故,其带来的危害十分严重,必须给予充分关注着力解决,因此本文针对甲烷爆炸传播和削弱方面展开研究。本文主要研究腔体结构在障碍物导流作用下的甲烷爆炸特性,利用亚克力板材模拟巷道搭建透明的实验平台,采用9.5%CH4/Air预混气,通过改变预混气充入量和腔体结构变化来设计相应的工况,旨在利用火焰图像和压力数据分析甲烷爆炸的火焰传播和压力变化规律,根据大量实验得出以下结论:单腔体甲烷爆炸实验表明,在障碍物导流作用下爆炸火焰进入腔体上侧可以使得火焰传播大幅削弱,其主要机理为两方面,一方面预混气和火焰进入腔体结构受壁面的反射作用使得腔体上游的火焰产生回流现象,干扰了上游的火焰波正向传播,同时预混气在腔体内滞留被反应,其快速消耗无法为后续的火焰传播提供足够的动能;另一方面腔体内部空间大,而初始状态时腔体内部是纯空气,爆炸传播进入腔体后,预混气中的甲烷浓度被极大地稀释,因此经过腔体后火焰都变得非常弱。腔体体积越大对预混气的稀释作用就越强,同时腔体结构壁面阻挡反射的区域越大越有利于将火焰滞留在腔体中,其整体符合腔体体积越大越有利于削弱火焰传播的规律,且腔体体积越大对爆炸压力的削弱作用越强。单腔体甲烷爆炸实验还表明,仅靠单腔体结构的单次空气稀释是比较难以熄灭爆炸火焰的,因此双腔体结构对预混气的二次稀释有利于对火焰可以进一步削弱,而所有的双腔体甲烷爆炸实验均表明,甲烷爆炸产生的爆炸火焰在后置腔体中都会被稀释熄灭,无法继续传播。这表明多腔体的多次稀释是可以有效熄灭爆炸火焰的。前置腔体体积越大越有利于削弱火焰传播,且前置腔体体积越大对爆炸压力的削弱作用越强。在单腔体削弱爆炸传播的基础上进行阻爆研究,单腔体管道阻爆所用干粉量远低于平直管道,单腔体结构起到了削弱爆炸更有利于阻爆的作用,且单腔体结构对甲烷预混气的稀释作用明显受到腔体体积的影响,腔体体积越大对预混气的稀释作用越强,所用的干粉量也越小,因此腔体体积越大越有利于进行阻爆。图30幅,表14个,参考文献70篇。

关键词：腔体结构障碍物甲烷爆炸爆炸压力火焰传播阻爆

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

水平管道内瓦斯爆炸的阻爆方法探索

水平管道内瓦斯爆炸的阻爆方法探索

作者：张运鹏河南理工大学

学位级别：硕士

CH爆炸作为破坏矿山安全的罪魁祸首,经常造成对巷道内物品的高压冲击与对巷道设备的高温火焰灼烧,造成生产人员伤亡的同时也带来巨大财产损失和不良的社会影响。如何更好地控制CH爆炸是各国的专家与学者们不断探索的重要课题。本文研究... 详细信息

CH爆炸作为破坏矿山安全的罪魁祸首,经常造成对巷道内物品的高压冲击与对巷道设备的高温火焰灼烧,造成生产人员伤亡的同时也带来巨大财产损失和不良的社会影响。如何更好地控制CH爆炸是各国的专家与学者们不断探索的重要课题。本文研究如何在不阻断通风的情况下阻止爆炸火焰传播,从而更有效地消除瓦斯爆炸灾害问题。本文在实验室的现有条件上,自主搭建主动阻爆系统。该系统主要由五个部分组成:管道部分、充气部分、点火部分、灭火部分和测量部分。根据实验条件要求设计系统、采集并记录实验中所涉及的压力改变过程、火焰的传播过程等相关数据。管道内发生甲烷爆炸后,主动阻爆装置开启,ABC干粉由氮气驱动喷出并形成抑制熄灭区域,对爆炸火焰形成持续的抑制作用并最终实现对爆炸火焰传播的阻止。逐渐增加氮气喷出压力或者ABC干粉时,在超过阻爆所需最低限度后,火焰传播最远距离会缩短,并最终趋于右喷头处。随着氮气压力的升高,阻爆所需最少ABC干粉逐渐减少,且氮气具有抑制和促进爆炸反应的双重作用。在爆炸的初始传播阶段,PVC薄膜破裂引起的超压峰值相对稳定,而氮气和ABC干粉的排放与喷射引起的湍流要复杂得多。但是,当喷头距离爆炸源较近时,需要适当提高氮气喷出压力,以能够在爆炸火焰到达喷头之前迅速形成抑制熄灭区。在研究火焰速度与阻爆所需最少ABC干粉量后发现:ABC干粉主要是对进入抑制熄灭区内的爆炸火焰产生抑制作用,对前期传播的爆炸火焰影响极小。无侧向泄压口下,爆炸火焰传播速度(x)与阻爆所需最少ABC干粉(y)间存在近似线性关系。斜率k在1-2之间。在研究侧向泄压口与氮气喷头位置关系后发现:未喷气状态下,受侧向泄压的影响,爆炸火焰在水平管道中总的传播时间从无侧向泄压时的185ms延长至259ms,时间增加了40%,实现了火焰传播速度的大幅度降低。侧向泄压会增大破膜压力,导致第一超压峰值升高,也会降低爆炸最高超压、延迟超压峰值出现时间。有侧向泄压口时,氮气喷头在左时阻爆效果优于氮气喷头在右。因此,在侧向泄压对爆炸火焰反应速率大幅削弱后,通过合理布置喷头喷出ABC干粉和氮气形成抑制熄灭区,能够在不阻断通风的情况下实现对瓦斯爆炸火焰传播的阻止和熄灭。即能否成功阻止爆炸火焰的关键是,由ABC干粉和氮气形成的抑制熄灭区能否在爆炸火焰到达前迅速形成,并持续对爆炸火焰进行抑制直至火焰反应速率为0。

关键词： ABC干粉氮气甲烷抑制熄灭区阻爆泄压

控制升温条件下煤低温氧化放热性强弱与发火期研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

控制升温条件下煤低温氧化放热性强弱与发火期研究

作者：谢艳鹏河南理工大学

学位级别：硕士

低温条件下,煤氧结合发生复杂的复合作用,所产生的热量将促使煤体温度升高,甚至引发煤体自燃。为研究本阶段煤氧化升温规律,在程序控制条件下,对煤样进行线性升温实验。实验工况包括三方面:不同气体、不同粒径、不同煤量。不同气体分为... 详细信息

低温条件下,煤氧结合发生复杂的复合作用,所产生的热量将促使煤体温度升高,甚至引发煤体自燃。为研究本阶段煤氧化升温规律,在程序控制条件下,对煤样进行线性升温实验。实验工况包括三方面:不同气体、不同粒径、不同煤量。不同气体分为氧气、空气、氮气、不通气体,不同粒径取0.5-1mm、2-5mm、6-10mm,煤量为500g、1000g。每种工况下对同一煤样进行多次线性升温,研究原始煤样和氧化后煤样升温的差异。实验得到各条件下煤体温度随时间的变化曲线。由于温度图上各曲线相差很小,较难直观看出其内在规律。本文将温度随时间的变化采用温差的方法进行分析,在温差图上可清晰地看出各曲线的变化规律。研究表明:1)同时进行通入氧气(或空气)与不通气体的对比升温,更有利于分析计算煤的氧化放热量;2)粒径过大或过小均不利于煤体氧化升温,都在一定程度上阻碍了煤体低温氧化的热效应,热释放量相应减小;3)煤量多少对低温氧化热量释放与积聚影响不大,对升温情况影响较小。对煤样的多次反复升温研究发现:1)存在氧化放热时温差曲线明显高于无放热时温差曲线,且热释放速率越大温差曲线数值越大;2)氧化放热速率随温度升高总体呈增大趋势;3)被氧化升温次数越多,煤的氧化放热速率越小,温差曲线数值也越小。相同控制升温条件下,煤样温差曲线数值大小可有效地反映煤样处于此环境下氧化放热性的强弱。利用热力学及能量守恒等相关定律,推导出煤控制升温过程热释放速率计算模型与煤样自然发火期计算模型。该发火期计算模型根据实验数据计算煤在各温度下的放热率,并考虑相应条件下的散热情况,具有良好的借鉴和推广意义。针对石港矿14#、15#煤层煤样控制升温实验数据,计算其控制升温过程热释放速率与自然发火期,使用热重数据计算其活化能。

关键词：控制升温温差热释放速率自燃倾向性

内衬金属网腔体和醋酸钾细水雾对甲烷爆炸的抑制研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

内衬金属网腔体和醋酸钾细水雾对甲烷爆炸的抑制研究

作者：段征河南理工大学

学位级别：硕士

近年来,我国经济高效发展,作为一个能源消耗量巨大的国家,我国致力于高效开发和利用能源,但是还远远不能满足中国能源需求。煤炭仍是我国主要的基础能源,而在煤炭的开采过程中,爆炸事故时有发生,这也造成了大量人员伤亡和财产损失。因... 详细信息

近年来,我国经济高效发展,作为一个能源消耗量巨大的国家,我国致力于高效开发和利用能源,但是还远远不能满足中国能源需求。煤炭仍是我国主要的基础能源,而在煤炭的开采过程中,爆炸事故时有发生,这也造成了大量人员伤亡和财产损失。因此针对瓦斯爆炸防治问题本文进行了相应的研究。本文研究了基于内衬金属网腔体和醋酸钾细水雾对甲烷爆炸的抑制机制,在自主搭建的实验平台中,以9.5%CH4/Air预混气体为研究对象,在水平管道内改变腔体的位置、内衬金属网的厚度、以及细水雾喷头的位置和添加剂浓度,分析它们对爆炸传播过程中爆炸超压、火焰传播情况以及爆炸声强等特征参量的影响规律,结合实验现象得出以下结论:内衬金属丝网的腔体会使管道内甲烷爆炸超压得到有效下降,使火焰传播速度能到有效减缓,当甲烷爆炸冲击波进入其内部时会与金属丝网网络结构之间发生反复碰撞,进而使甲烷爆炸冲击波产生的能量得以消耗;且随着金属丝网厚度的增加,金属丝网结构对甲烷爆炸超压峰值及火焰传播速度的衰减作用越显著。随着内衬金属丝网的腔体距离点火端位置越来越远,金属丝网的对于甲烷爆炸的抑制效果越来越明显。内衬金属丝网的腔体结构可以有效衰减甲烷爆炸产生的噪声声强,且当金属丝网结构的厚度越大时,金属丝网结构的衰声效果越明显。当金属丝网结构的厚度越大时,进入金属丝网结构孔隙内部的声波越多,声波能量的转换与消耗越明显,其内部空气流动的阻力就会更大。平直管道中,喷洒含KAc细水雾时,可以降低甲烷爆炸超压与火焰传播速度。喷头位置一定时,在一定范围内,含KAc细水雾浓度越高,其对于甲烷爆炸的衰压效果和对于甲烷爆炸火焰的减速效果越明显。当喷雾状况一定时,喷头距离点火端越近,其对于甲烷爆炸超压的抑制作用越明显。内衬金属丝网的腔体结构与含KAc细水雾协同作用下,当金属丝网结构的厚度和位置一定时,设置不同浓度的含KAc细水雾可以增强金属丝网结构对于甲烷爆炸的抑制效果。图47幅,表11个,参考文献128篇。

关键词：腔体金属丝网结构细水雾醋酸钾爆炸超压火焰传播特性声强

管道中氢—空和甲烷—空预混火焰传播与压力震荡研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

管道中氢—空和甲烷—空预混火焰传播与压力震荡研究

作者：李毅河南理工大学

学位级别：硕士

氢气作为一种有着广阔前景的新能源,开展氢气与空气预混燃烧爆炸特性的研究势在必行。瓦斯爆炸是矿井生产的重大灾害之一,近些年国内外学者对其研究并取得了一定的进展。本文对不同管道中氢气/空气预混爆炸和甲烷/空气预混爆炸进行实验... 详细信息

氢气作为一种有着广阔前景的新能源,开展氢气与空气预混燃烧爆炸特性的研究势在必行。瓦斯爆炸是矿井生产的重大灾害之一,近些年国内外学者对其研究并取得了一定的进展。本文对不同管道中氢气/空气预混爆炸和甲烷/空气预混爆炸进行实验研究,皆在为掌握可燃气火焰传播规律、爆炸压力变化规律和控制减小爆炸带来的危害提供理论指导。本文使用自主搭建的小型可燃气体爆炸实验平台,在长度相同截面不同的三个小型管道中进行爆炸实验,从火焰前锋形状、火焰传播速度、爆炸压力三方面研究了管道截面对爆炸特征的影响、郁金香形成机理及爆炸压力震荡原因。首先进行了氢气体积分数为20%、25%、30%、40%的氢气/空气预混爆炸实验研究。结果表明,在相同管道中不同氢气体积分数下,预混爆炸特征有着很大差别。出现郁金香火焰的工况其火焰传播速度会有下降,爆炸压力出现不同程度的正负压震荡阶段。相同氢气含量的预混气体在不同截面的管道中,预混火焰传播形状不同、传播速度变化趋势及速度值不同,管道越细越易形成郁金香火焰,且郁金香火焰出现位置越靠前。不论氢气体积分数的大小或管道的粗细,管道中的火焰传播速度与火焰传播过程的火焰形态密切相关。横截面面积适中的管道,即长径比居中的管道内平均火焰传播速度最快、爆炸压力的波峰值最大。其次进行了甲烷体积分数为8%,9%,9.5%,10%的甲烷/空气预混爆炸实验研究。相同甲烷体积分数的预混气体在不同截面管道中的爆炸火焰传播特征不同。在出现郁金香火焰的工况其火焰速度都有再次上升阶段。预混气体爆炸压力与火焰特征密切相关,管道截面尺寸对爆炸压力值有很大的影响,在管道截面适中的管道中出现了最大的火焰传播速度、最大爆炸压力。再次,将管道截面对氢气/空气预混爆炸影响和对甲烷/空气预混爆炸影响进行比较分析,表明管道截面的粗细对氢气爆炸和对甲烷爆炸的影响规律基本一致。管道截面的不同使得爆炸火焰传播过程的形状、传播速度以及爆炸压力值不同,与最细和最粗的两个管道相比,在截面适中的管道中出现火焰传播速度及压力的最大值。最后详细地研究了形成郁金香的工况下的火焰传播及压力变化规律,分析了郁金香火焰的形成规律及原因,产生负压的原因以及压力震荡的原因。本文以可燃气体/空气预混爆炸火焰动力学及压力变化的理论为基础,研究了管道截面尺寸对氢气/空气预混爆炸以及对甲烷/空气预混爆炸的影响规律,分析了郁金香火焰形成原因和压力震荡原因,对于氢能源的安全利用及对预防瓦斯爆炸理论的完善有一定的帮助。

关键词：可燃气爆炸氢气甲烷郁金香火焰压力