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基于定量结构-性质相关性的烃类物质爆炸下限预测

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爆炸与冲击 2010年第3期30卷 288-294页

作者：潘勇蒋军成王睿中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室安徽合肥230026 南京工业大学城市建设与安全工程学院江苏南京210009

基于定量结构-性质相关性(quantitative structure-property relationship,QSPR)原理,研究了烃类物质爆炸下限与其分子结构间的内在定量关系。根据分子结构计算用于反映分子各种结构信息的结构参数,应用遗传算法从大量结构参数中优化筛... 详细信息

基于定量结构-性质相关性(quantitative structure-property relationship,QSPR)原理,研究了烃类物质爆炸下限与其分子结构间的内在定量关系。根据分子结构计算用于反映分子各种结构信息的结构参数,应用遗传算法从大量结构参数中优化筛选出与爆炸下限最密切相关的一组结构参数作为分子描述符,分别采用支持向量机方法和多元线性回归方法对分子描述符数据与爆炸下限数据之间的内在定量关系进行模拟,建立了根据分子结构预测烃类物质爆炸下限的数学模型。对模型性能进行内部及外部验证,结果表明,2种模型爆炸下限的预测值与实验值均符合良好,在实验误差允许范围之内。支持向量机模型预测体积分数平均绝对误差为0.036%,均方根误差为0.046%,优于多元线性回归和已有方法所得结果。该方法的提出为工程上提供了一种预测烃类物质爆炸下限的新方法。

关键词：爆炸力学爆炸下限预测模型定量结构-性质相关性(QSPR) 烃类物质

甲烷浓度对PMMA/甲烷混合爆炸下限及预热区厚度的影响

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爆炸与冲击 2019年第2期39卷 188-195页

作者：甘波高伟张新燕姜海鹏毕明树大连理工大学化工机械与安全学院山东科技大学矿业与安全工程学院

为探索甲烷体积分数对聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate,PMMA)/甲烷混合爆炸下限及预热区厚度的影响,采用半封闭可视化实验装置研究甲烷/PMMA粉尘混合爆炸火焰传播过程。结果发现,随着甲烷体积分数增加,平均粒径为28和54μm的... 详细信息

为探索甲烷体积分数对聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate,PMMA)/甲烷混合爆炸下限及预热区厚度的影响,采用半封闭可视化实验装置研究甲烷/PMMA粉尘混合爆炸火焰传播过程。结果发现,随着甲烷体积分数增加,平均粒径为28和54μm的粉尘爆炸下限逐渐降低,平均粒径为54μm的粉尘混合爆炸预热区厚度增大,28μm粉尘混合爆炸预热区厚度基本不变。爆炸下限的降低是由于甲烷与PMMA粉尘存在协同作用;28μm粉尘混合爆炸的预热区厚度不变表明28μm粒子在预热区中完全裂解气化与甲烷气体形成均相的气体预热区。此外,在甲烷体积分数相同时,粉尘质量浓度的增加使得火焰传播速度增大。而在组合当量比一定的条件下,粉尘质量浓度的增加并未使得混合爆炸火焰传播速度增大,而是出现一定的波动变化。

关键词：混合爆炸爆炸下限预热区厚度火焰传播速度粒径分布

甲烷/石松子粉尘混合体系爆炸下限的变化规律

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爆炸与冲击 2017年第6期37卷 924-930页

作者：喻健良纪文涛孙会利闫兴清张新燕大连理工大学化工机械与安全学院辽宁大连116024

基于标准20 L球形爆炸装置,在相同测试条件下,分别测量了石松子粉尘、甲烷和不同浓度配比的甲烷/石松子粉尘混合体系爆炸下限,并将测试结果与Le Chatelier’s law、Bartknecht curve、Jiang method等混合体系爆炸下限预测结果进行了对... 详细信息

基于标准20 L球形爆炸装置,在相同测试条件下,分别测量了石松子粉尘、甲烷和不同浓度配比的甲烷/石松子粉尘混合体系爆炸下限,并将测试结果与Le Chatelier’s law、Bartknecht curve、Jiang method等混合体系爆炸下限预测结果进行了对比。结果表明:低于爆炸下限的甲烷和低于爆炸下限的石松子粉尘混合后仍具有爆炸危险性。石松子粉尘爆炸下限随混合体系中甲烷体积分数的增高而减小。Le Chatelier’s law、Bartknecht curve、Jiang method均不能准确预测甲烷/石松子粉尘混合体系爆炸下限。Le Chatelier’s law对甲烷体积分数φ与甲烷爆炸下限φ_L之比φ/φ_L爆炸下限的预测值偏小,而对φ/φ_L>0.5的混合体系预测值偏大;Bartknecht curve在预测φ/φ_L>0.5的混合体系爆炸下限时适用性较好,而对于φ/φ_L爆炸下限。

关键词：粉尘爆炸爆炸下限气粉混合体系石松子甲烷

基于Logistic统计方法的煤粉爆炸下限研究

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煤炭学报 2015年第1期40卷 128-134页

作者：汪建平刘庆明王斌刘丽斌张云明北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 北京市燃气集团有限责任公司北京100035 中国人民武装警察部队学院消防工程系河北廊坊065000

粉尘云爆炸下限是表征粉尘易燃易爆危险性的主要参数,相对精确地测试并表示粉尘云爆炸下限对评估和预防粉尘爆炸灾害是十分重要的。基于统计分析的Logistic回归模型,应用以概率表示粉尘云爆炸下限的计算方法,在20 L球形爆炸罐中对不同... 详细信息

粉尘云爆炸下限是表征粉尘易燃易爆危险性的主要参数,相对精确地测试并表示粉尘云爆炸下限对评估和预防粉尘爆炸灾害是十分重要的。基于统计分析的Logistic回归模型,应用以概率表示粉尘云爆炸下限的计算方法,在20 L球形爆炸罐中对不同粒径的煤粉-空气混合物进行爆炸下限测试实验,利用SPSS统计分析软件计算得到不同粒径、不同实验次数下煤粉点火成功概率-浓度分布曲线,结果表明不同点火概率下的爆炸下限均随粒径的减小而呈现逐渐减小的趋势,且粉尘粒径越小,点火成功概率从p=10%增至p=90%的浓度区间越窄,即其燃爆特性越稳定。实验次数对爆炸下限概率分布存在影响,实验次数越多,爆炸下限概率分布的浓度区间越窄,但点火概率为50%的浓度值与实验次数无关,是研究粉尘爆炸下限的关键值。与其他计算方法的结果相比,以概率表示特定物质的爆炸下限更符合实际情况,更能满足不同生产环境对安全控制的需要。

关键词：粉尘爆炸煤粉爆炸下限 Logistic回归点火成功概率

不同湿度和近爆炸下限条件下甲烷-空气混合物爆炸特征

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爆炸与冲击 2021年第2期41卷 162-171页

作者：杨龙龙刘艳杨春丽北京市劳动保护科学研究所北京100054 北京市科学技术研究院北京100089

为了研究不同湿度条件下低浓度甲烷-空气混合物爆炸特征,设计了饱和湿空气发生及储存装置,对管路、气囊和爆炸腔体进行温度控制和流量调节,实现了不同相对湿度的甲烷-空气混合气体的配置。采用20 L球形爆炸测试装置,分析不同相对湿度、... 详细信息

为了研究不同湿度条件下低浓度甲烷-空气混合物爆炸特征,设计了饱和湿空气发生及储存装置,对管路、气囊和爆炸腔体进行温度控制和流量调节,实现了不同相对湿度的甲烷-空气混合气体的配置。采用20 L球形爆炸测试装置,分析不同相对湿度、甲烷浓度对混合物的最大爆炸压力、最大压力上升速率、爆炸下限及层流燃烧速度的影响。结果表明,随着相对湿度增大,最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率逐渐下降,且呈一定的线性关系。混合气体相对湿度从27.7%增大到80.1%时,甲烷爆炸下限从5.15%上升到5.25%,上升率1.9%,层流燃烧速度随相对湿度的增大也呈线性降低趋势。在本文条件下,相对湿度对甲烷-空气混合物的爆炸影响较小,这主要与常温常压下水蒸气的饱和分压力较低有关,但在高温高压时仍需考虑水蒸气含量的增大对混合气体爆炸特征的影响。

关键词：最大爆炸压力最大压力上升速率爆炸下限层流燃烧速度水蒸气相对湿度

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瓦斯煤尘共存条件下的煤尘云爆炸下限

爆炸与冲击 2018年第4期38卷 913-917页

作者：李润之中煤科工集团重庆研究院有限公司火灾爆炸防治研究分院重庆400037

近年来瓦斯煤尘共存条件下的爆炸事故呈多发趋势。运用20L爆炸特性测试系统,对瓦斯煤尘共存复合体系的爆炸特性进行实验研究,得到了瓦斯在不同点火能量、静止及湍流状态下的爆炸下限,以及不同条件下煤尘的爆炸下限。结果表明:随着瓦斯... 详细信息

近年来瓦斯煤尘共存条件下的爆炸事故呈多发趋势。运用20L爆炸特性测试系统,对瓦斯煤尘共存复合体系的爆炸特性进行实验研究,得到了瓦斯在不同点火能量、静止及湍流状态下的爆炸下限,以及不同条件下煤尘的爆炸下限。结果表明:随着瓦斯浓度的增加,煤尘的爆炸下限呈指数衰减;瓦斯浓度存在某临界点,高于此临界点,复合体系爆炸过程中瓦斯起主导作用,表现为"强瓦斯"性,反之,煤尘起主导作用,表现为"强煤尘"性。研究结论为有效预防煤矿井下瓦斯煤尘共存爆炸事故提供重要的理论依据。

关键词：瓦斯爆炸煤尘爆炸瓦斯煤尘共存爆炸下限

煤尘组分对瓦斯/煤尘复合爆炸下限的影响研究

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煤炭科学技术 2020年第2期48卷 125-130页

作者：王燕齐英全温小萍王蔚甘向阳裴蓓纪文涛河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作454000 河南理工大学机械与动力工程学院河南焦作454000

瓦斯和煤尘复合爆炸是煤矿井下爆炸灾害的主要形式之一,研究瓦斯/煤尘复合爆炸下限变化规律,是有效防治煤矿爆炸灾害的必备条件。为研究煤尘组分对瓦斯/煤尘复合爆炸下限的影响,特选用2种组分不同的煤尘(烟煤和无烟煤)。依据EN 14034标... 详细信息

瓦斯和煤尘复合爆炸是煤矿井下爆炸灾害的主要形式之一,研究瓦斯/煤尘复合爆炸下限变化规律,是有效防治煤矿爆炸灾害的必备条件。为研究煤尘组分对瓦斯/煤尘复合爆炸下限的影响,特选用2种组分不同的煤尘(烟煤和无烟煤)。依据EN 14034标准,使用10 kJ化学点火头在标准20L球形爆炸容器中,分别对2种煤尘的最小爆炸浓度、相同试验条件下的瓦斯爆炸下限以及煤尘与瓦斯的复合爆炸下限进行了测量。试验测得烟煤和无烟煤的最小爆炸浓度分别为50 g/m^3和70 g/m^3,瓦斯爆炸下限为4%。当煤尘中分别通入1%、2%、3%、4%的瓦斯后,烟煤最小爆炸浓度分别降低至40、20、5、0 g/m^3,无烟煤最小爆炸浓度分别降低至50、20、5、0 g/m^3。基于上述测量结果,对比分析了煤尘组分对瓦斯/煤尘复合爆炸下限变化规律的影响,并探讨了Le Chatelier、Bartknecht、Jiang等气粉复合爆炸下限预测模型对瓦斯/煤尘复合体系的适用性。结果表明:2种煤尘的最小爆炸浓度均随瓦斯浓度的增大而降低,但挥发分含量低的煤尘降幅更大,即瓦斯对低挥发分煤尘最小爆炸浓度的影响更为显著。Jiang模型预测值远远偏离实际测量值;Le Chatelier模型预测值高于实际测量值,且误差随瓦斯浓度的增大而增大;Bartknecht模型适用性相对较好,且更适用于低挥发分瓦斯/煤尘复合体系。

关键词：瓦斯煤尘复合爆炸爆炸下限预测模型

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安全壳打压试验中可燃混合物爆炸下限的研究

化学工程 2020年第5期48卷 59-63页

作者：翁文庆张可李剑波符文胡程镇孟现阳中广核研究院有限公司广东深圳518000 西安交通大学能源与动力工程学院陕西西安710049

为了研究缩短核电站安全壳完整性试验和泄漏率试验过程工期的可行性,在60℃的初始温度条件下,对由构成安全壳内实际可燃混合物的12种主要可燃液体组成的二元、三元和五元混合物分别在100,310,520 kPa的初始压力条件下的爆炸下限进行了... 详细信息

为了研究缩短核电站安全壳完整性试验和泄漏率试验过程工期的可行性,在60℃的初始温度条件下,对由构成安全壳内实际可燃混合物的12种主要可燃液体组成的二元、三元和五元混合物分别在100,310,520 kPa的初始压力条件下的爆炸下限进行了实验研究,获得了51组实验数据。在Le Chatelier方程中引入压力项,对所研究的混合物的爆炸下限进行了估算,结果表明Le Chatelier方程在不同压力下对爆炸下限的估算均具有较高的准确度,可用于CTT过程中可燃混合物爆炸下限的估算,为CTT过程的安全性研究了提供重要的理论依据。

关键词：打压试验爆炸下限 Le Chatelier方程

基于绝热火焰温度法的掺氢天然气爆炸下限计算模型

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消防科学与技术 2023年第12期42卷 1651-1655,1693页

作者：安国钰徐宁熊小琴中国石油大学工学院新疆克拉玛依834000

本文分析了管输泄漏条件下掺氢天然气爆炸下限(LEL)的影响因素,基于贫燃料化学反应式和燃烧过程中的热力学平衡,依靠爆炸下限处绝热火焰温度法建立了针对掺氢天然气的多元可燃气体爆炸下限计算模型。结果表明,气体组分对爆炸下限的影响... 详细信息

本文分析了管输泄漏条件下掺氢天然气爆炸下限(LEL)的影响因素,基于贫燃料化学反应式和燃烧过程中的热力学平衡,依靠爆炸下限处绝热火焰温度法建立了针对掺氢天然气的多元可燃气体爆炸下限计算模型。结果表明,气体组分对爆炸下限的影响较大,而在管输泄漏过程中,常温条件下环境因素对掺氢天然气爆炸下限的影响可忽略,建立的模型在计算N_(2)等惰性气体含量较低的含氢可燃性气体爆炸下限时,相对误差均在5%以内,计算精度高于Le Chaterlier公式及其改进方法,满足工程需要,为管输掺氢天然气泄漏爆炸事故预防提供参考。

关键词：掺氢天然气绝热火焰温度法爆炸下限计算模型