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受限空间内天然气爆炸反应过程模拟分析

天然气工业 2015年第6期35卷 131-137页

作者：左哲姚志强高进东马世海石杰红中国安全生产科学研究院安全评价中心

为定量研究受限空间内天然气爆炸反应动力学特征,开展了3个方面的研究工作,①建立了基于激波管的天然气爆炸过程数值分析模型;②将天然气气相燃烧动力学反应分解为53种反应组分、325种基元反应,给出了朗金一雨贡尼关系式和正激波的压强... 详细信息

为定量研究受限空间内天然气爆炸反应动力学特征,开展了3个方面的研究工作,①建立了基于激波管的天然气爆炸过程数值分析模型;②将天然气气相燃烧动力学反应分解为53种反应组分、325种基元反应,给出了朗金一雨贡尼关系式和正激波的压强比、密度比和温度比计算方法;③利用化学反应模拟软件CHEMKIN构建天然气燃烧过程机理文件,对激波诱导受限空间内天然气混气爆炸过程进行数值模拟,讨论了反应过程、初始压力和空间尺寸对天然气爆炸过程的影响,并绘制了天然气爆炸温度、压力变化特征曲线。结果表明:采用入射激波模拟混气引爆过程中体系温度会出现跳跃式上升随之向下扰动;混气被引爆后温度逐步提高,在温度达到峰值时压力随之提高;提高初始压力将缩短混气引爆时间,高的初始压力可以得到更为迅速的反应速度和更高的爆炸压力;空间尺寸对散热作用的影响高于其对活性基团消毁作用的影响,小尺寸空间条件下可以获得更迅速的爆炸升压速度。

关键词：天然气爆炸受限空间激波基元反应可压缩性气体数值分析动力学模型

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天然气爆炸对建筑物的影响初探

四川建筑科学研究 2009年第4期35卷 88-90页

作者：谢孝庞嘉飞渭赵静辉后勤工程学院军事建筑工程系重庆400041

经过对某建筑物一层天然气爆炸后破坏现象的检测,分析了室内天然气爆炸对建筑物的破坏规律,指出了其对建筑物造成破坏的主要途径。其工程经验可供相关设计及鉴定参考。

关键词：天然气爆炸建筑物破坏冲击波天然气爆炸对建筑物的破坏

岩鹰山隧道管道天然气爆炸对管道及隧道结构影响分析研究

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中国石油和化工标准与质量 2023年第5期43卷 114-116页

作者：刘思萌中国石油天然气管道工程有限公司河北廊坊065000

岩鹰山隧道为输油管道与天然气管道隧道,隧道中天然气发生爆炸时产生的冲击波会对管道及隧道结构产生破坏。本文对岩鹰山隧道爆炸现象进行数值模拟,计算分析爆炸对管道及隧道结构的影响,针对计算结果提出相应的措施。

关键词：管道隧道天然气爆炸数值模拟

障碍物对开敞空间贫燃天然气爆炸特性的影响研究

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安全与环境学报 2021年第4期21卷 1539-1544页

作者：高伟周永浩李智勇李艳超姜海鹏黄磊张锎毕明树大连理工大学化工学院辽宁大连116024 中国石油集团安全环保技术研究院有限公司大连分院辽宁大连116031

为揭示贫燃条件下障碍物对开敞空间天然气爆炸特性的影响,试验记录了火焰传播形态和爆炸压力,并对火焰结构和压力空间分布进行了数值分析。结果表明:在无障碍物工况下,火焰近似以球形向外膨胀传播,火焰表面较为连续,火焰传播速度较慢,... 详细信息

为揭示贫燃条件下障碍物对开敞空间天然气爆炸特性的影响,试验记录了火焰传播形态和爆炸压力,并对火焰结构和压力空间分布进行了数值分析。结果表明:在无障碍物工况下,火焰近似以球形向外膨胀传播,火焰表面较为连续,火焰传播速度较慢,爆炸压力较低;而在障碍物的湍流扰动下,火焰表面出现较大的“褶皱”结构,火焰燃烧表面积显著增大,火焰传播速度升高,爆炸压力也相应增大。相比于由障碍物引起的火焰加速作用,因流体动力学不稳定性产生的失稳效应可忽略不计。由温度分布可清晰观察火焰表面“褶皱”结构的形成过程,计算所得的爆炸压力达到峰值时间较早,且超压峰值相比试验值较低。

关键词：安全工程天然气爆炸障碍物贫燃火焰加速褶皱结构

管道内天然气爆炸火焰及压力波传播规律实验研究

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中国安全生产科学技术 2013年第10期9卷 43-48页

作者：陈升国张延松刘建黄志安重庆燃气集团股份有限公司重庆400020 中国煤炭科工集团重庆研究院重庆400037 北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083

天燃气安全不仅仅局限在企业内部,而是面向全社会,关系到社会稳定和市民生命财产安全。随着天然气市场开拓和广泛利用,庞大的管网系统和多样的用气环境给安全工作提出了更高的要求。采用理论分析、实验研究相结合的方法研究了管道内天... 详细信息

天燃气安全不仅仅局限在企业内部,而是面向全社会,关系到社会稳定和市民生命财产安全。随着天然气市场开拓和广泛利用,庞大的管网系统和多样的用气环境给安全工作提出了更高的要求。采用理论分析、实验研究相结合的方法研究了管道内天然气爆炸火焰及压力波的传播规律。应用直径为700mm,长度为93m的管道进行了三次天然气爆炸传播实验。得出爆源点最大压力值并不是整个爆炸过程的最大值;压力波最大压力值在爆源点附近先降低,然后上升到某一峰值之后再逐渐衰减;最大压力值在衰减过程中不是单调衰减,有点起伏;随着天然气浓度的增大,其爆炸平均升压速率反而减小;随着天然气浓度的增大,其爆炸平均升压速率反而在减小;爆源附近火焰传播速度较小,上升到某一峰值后逐渐衰减。

关键词：管道天然气爆炸火焰压力波传播规律

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连接容器内天然气爆炸及泄爆动力学实验研究

连接容器内天然气爆炸及泄爆动力学实验研究

作者：许闯武汉理工大学

学位级别：硕士

天然气爆炸事故时有发生,而爆炸波的传播极易造成临近装置、人员的二次伤害,具有高度危险性。泄爆是常见的一种防灾减灾技术,泄爆过程受到泄流与燃烧反应的耦合作用,受泄放条件及内部燃烧的综合影响。因此在连接容器中开展泄放条件和容... 详细信息

天然气爆炸事故时有发生,而爆炸波的传播极易造成临近装置、人员的二次伤害,具有高度危险性。泄爆是常见的一种防灾减灾技术,泄爆过程受到泄流与燃烧反应的耦合作用,受泄放条件及内部燃烧的综合影响。因此在连接容器中开展泄放条件和容器内初始条件对天然气爆炸及泄爆过程影响的实验研究,为掌握天然气爆炸及泄爆演变机理,合理的设置泄爆装置提供一定的参考。利用高速摄影和高频测压系统探究了不同泄放强度、开口阻塞比、点火位置、障碍物(膜状障碍物和刚性障碍物)对连接容器内天然气爆炸及泄爆动力学变化规律的影响,以爆炸演变及泄爆火焰传播特性为研究主线,同时对不同位置的爆炸特征参数进行对比分析。在封闭连接容器中开展了等容爆炸实验,着重分析了不同位置的爆炸压力特性。结果发现连接容器内不同位置的压力特性存在差异,管道中部的压力峰值和最大升压速率远大于球形容器和管道末端的数值。喷射火焰起爆和反射波干扰是产生此结果的主要原因。探究了泄放条件对天然气爆炸及泄爆过程动力学特性的影响。实验发现泄爆口的存在大幅衰减了球形容器和管道末端的爆炸压力,而对管道中部压力的衰减幅度较小。开口阻塞比为0%、20%、40%、60%时有效降低了系统爆炸危险性,进一步增大到80%时反而增加了管道中部的爆炸威力。泄流及其诱导的湍流对管道中部的燃烧具有明显的促进作用。泄放受阻程度和反射压力波强度是容器内爆炸压力峰值和最大升压速率差异化的重要原因。泄放强度越大泄爆导管内二次爆炸反应越剧烈,而低泄放强度则相对不容易导致二次爆炸的发生。低开口阻塞比时在导管中可见明显的射流火焰,高阻塞比时射流火焰难以被发现。泄爆火焰传播速度存在高速喷射、急剧降速和稳步升速三个发展阶段。射流火焰的“点火延迟时间”和未燃气云的“扩散程度”是产生二次爆炸的关键因素。实验分析了不同点火位置对连接容器内爆炸及泄爆过程的影响规律。当点火位置位于管道上的IP和IP时,造成了容器内极大的爆炸压力及升压速率。点火位置位于IP和IP时,管道中部压力产生明显的“双峰值”现象。点火位置距离泄爆口越近,连接容器内的爆炸压力及升压速率越高,泄爆导管中二次爆炸越剧烈。泄爆火焰速度受到二次爆炸剧烈程度的影响。开展了膜状和刚性两种结构障碍物对爆炸及泄爆过程的影响实验。实验得到膜状障碍物诱导产生的射流火焰及高度湍流是导致管道末端爆炸压力和升压速率升高的内在原因。在膜状障碍物的作用下,导管内发生明显的二次爆炸,且随障碍物厚度的增加,二次爆炸越剧烈。随刚性障碍物阻塞比的增大,球形容器内的压力峰值和最大升压速率增大,而管道末端的压力峰值和最大升压速率先增大后减小。刚性障碍物对燃烧不仅具有促进作用,同时还存在抑制效果。

关键词：连接容器天然气爆炸泄爆条件爆炸压力二次爆炸

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射流点火条件对天然气爆炸传播特性的影响

射流点火条件对天然气爆炸传播特性的影响

作者：李乾武汉理工大学

学位级别：硕士

在生产、存储、运输和使用过程中,易扩散的天然气在外部因素构成的射流点火作用下,发生爆燃甚至爆轰,造成人员伤害和财物损失。因此,论文开展射流点火条件下天然气爆炸的灾害演变过程研究,为天然气爆炸的灾害预防和工业安全防护积累实... 详细信息

在生产、存储、运输和使用过程中,易扩散的天然气在外部因素构成的射流点火作用下,发生爆燃甚至爆轰,造成人员伤害和财物损失。因此,论文开展射流点火条件下天然气爆炸的灾害演变过程研究,为天然气爆炸的灾害预防和工业安全防护积累实验基础。论文利用方形火焰燃烧传播测试管道作为实验平台,通过安装栅格孔板或泄压膜将实验管道分为点火段和实验段,栅格孔板或泄压膜结构诱导射流产生并引燃实验段内预混气体。在实验段内布置压力传感器和热电偶记录射流点火条件下天然气爆炸的压力和温度特性,利用高速纹影系统捕捉射流点火条件下的天然气爆炸火焰锋面精细结构,探索栅格孔板开孔率、点火段长度、泄放压力和点火位置对天然气爆炸传播特性的影响规律及作用机制,具体如下:（1）点火段内火焰锋面在栅格孔板处时熄灭,实验段内预混气体在热射流作用下重燃。在选定栅格孔板开孔率范围内,实验段内的爆炸压力、爆炸温度和复燃火焰的轴向长度和初始火焰传播速度均随着栅格孔板开孔率的减小而增大,在开孔率20%时测得最大值285 kPa、1293℃、73.1 m/s。受栅格孔板阻碍,热射流引发实验段内一系列爆炸,因此压力曲线在峰值处产生波动并维持一段时间。（2）点火段长度对爆炸动力学参数的影响需要综合考虑射流点火能力和实验段内火焰加速距离的影响。爆炸压力、爆炸温度和火焰锋面传播速度峰值均随着点火段长度的增加先增大后减小,在点火段长度0.9 m时测得最大值345 kPa、1378℃、177.4 m/s。（3）薄膜结构增大火焰锋面传播速度,浮力作用的影响减弱,火焰的阶梯状和倾斜不对称形态被椭球状结构取代。在选定薄膜强度条件下,管道内最大爆炸压力、最高爆炸温度和火焰传播速度均随着薄膜泄放压力的增大而增大,在泄放压力90 kPa时取得最大值405 kPa、1578℃、268.7 m/s。薄膜强度30 kPa时,点火位置对天然气爆炸的火焰传播形态产生影响,但对爆炸动力学参数的影响并不显著。（4）安装薄膜结构后,实验段内预混气体的初始温度和初始压力提高,预混气体湍流度增大,预混气体在泄放火焰诱导下发生爆炸,点火能更大,因而爆炸超压、爆炸温度和火焰锋面传播速度峰值均相较于空管道由大幅提高。

关键词：天然气爆炸射流点火栅格孔板泄放压力点火位置

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一起天然气爆炸事故移送被退回的后续调查

煤气与热力 2023年第5期43卷 V0043-V0046页

作者：胡鹏宇山东创驰安防科技有限公司山东烟台264000

对一起天然气爆炸事故,消防救援机构经火灾事故调查认定,爆炸由室内天然气泄漏引发,依照法定程序将案件向燃气主管部门移送。燃气主管部门聘请专家调查后认定为非天然气爆炸事故,建议消防救援机构进一步调查。消防救援机构随后结合现场... 详细信息

对一起天然气爆炸事故,消防救援机构经火灾事故调查认定,爆炸由室内天然气泄漏引发,依照法定程序将案件向燃气主管部门移送。燃气主管部门聘请专家调查后认定为非天然气爆炸事故,建议消防救援机构进一步调查。消防救援机构随后结合现场痕迹物证、证人证言、监控视频等证据,确定爆炸由天然气泄漏引起,将案件成功移送燃气主管部门。对天然气爆炸事故调查提出建议。

关键词：天然气爆炸事故调查移送案件

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天然气爆炸案中法医损伤检验的作用

天然气爆炸案中法医损伤检验的作用