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三元锂离子电池材料燃烧热值及爆炸当量分析研究

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电源技术 2023年第7期47卷 866-869页

作者：种晋宁德时代新能源科技股份有限公司福建宁德352000

锂离子电池因其能量密度大、高输出电压、无记忆效应以及长循环寿命等特点,在储能、汽车、航天和电子信息等工业领域得到了广泛的应用。然而随着动力锂离子电池热失控引发的火灾和爆炸事件时有发生,因此对锂离子电池各组分燃烧产生的能... 详细信息

锂离子电池因其能量密度大、高输出电压、无记忆效应以及长循环寿命等特点,在储能、汽车、航天和电子信息等工业领域得到了广泛的应用。然而随着动力锂离子电池热失控引发的火灾和爆炸事件时有发生,因此对锂离子电池各组分燃烧产生的能量及其爆炸当量进行分析研究具有极其重要的意义。建立了一种三元锂离子电池的爆炸危害评价模型,通过对多种型号的三元锂离子电池热失控残骸的分析,确认了三元锂离子电池热失控时的燃烧组分及各组分燃烧放热能量,并将该能量换算为爆炸死亡、重伤、轻伤和财产损失半径,从而直观呈现了其危害范围。

关键词：三元锂离子电池热失控燃烧爆炸爆炸危害模型

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甲烷燃烧爆炸过程火焰结构演变规律研究

安全、健康和环境 2022年第7期22卷 43-48页

作者：马守涛朱云峰孙冰王慧欣姜杰徐伟中石化安全工程研究院有限公司化学品安全控制国家重点实验室山东青岛266104

以甲烷为代表性化合物,依靠自主研发的高温高压燃爆测试平台,通过自由基光学系统与纹影测量系统,研究了甲烷燃烧过程中自由基种类与浓度的变化情况,并用纹影系统观察和分析层流或预湍流过程中火焰的传播过程,得到了不同时间段甲烷燃烧... 详细信息

以甲烷为代表性化合物,依靠自主研发的高温高压燃爆测试平台,通过自由基光学系统与纹影测量系统,研究了甲烷燃烧过程中自由基种类与浓度的变化情况,并用纹影系统观察和分析层流或预湍流过程中火焰的传播过程,得到了不同时间段甲烷燃烧火焰结构的演变规律。研究发现在甲烷爆炸初期会有生成CH、OH自由基,且OH自由基含量在整个甲烷爆炸的过程中高于CH自由基。CH、OH自由基含量变化趋势与甲烷升压过程呈正相关关系。此外,甲烷浓度越高,湍流强度越强,其火焰越蓝,湍流强度越大,火焰传播速度越快,胞格结构越明显。故甲烷浓度和湍流强度对超压有着协同作用。该研究对明确甲烷燃烧过程火焰传播规律与燃爆机理,开发新型抑爆剂抑制燃爆发生或火焰传播提供了参考。

关键词：甲烷燃烧爆炸火焰结构光谱分析湍流效应演变规律

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镁粉尘燃烧爆炸研究进展

消防科学与技术 2019年第7期38卷 921-925页

作者：叶亚明梁峻江湖一佳李金清张金进封昌盛广州特种机电设备检测研究院国家防爆设备质量监督检验中心(广东)

调研国内外文献,形成两个层级的镁粉尘燃爆体系框架,并从镁粉尘燃爆敏感参数、粉尘云爆炸强度、燃爆机理、粉尘云火焰传播特征及镁粉尘爆炸防护5方面展开综述,分析和评价研究成果及存在的问题,提出试验设计应考虑镁粉氧化程度对敏感参... 详细信息

调研国内外文献,形成两个层级的镁粉尘燃爆体系框架,并从镁粉尘燃爆敏感参数、粉尘云爆炸强度、燃爆机理、粉尘云火焰传播特征及镁粉尘爆炸防护5方面展开综述,分析和评价研究成果及存在的问题,提出试验设计应考虑镁粉氧化程度对敏感参数及爆炸强度的影响。从提高试验数据的完整性、改善试验方法、建立镁粉尘云火焰传播测试标准、多元化防爆措施研究4方面展望未来的研究重点。

关键词：镁粉尘燃烧爆炸敏感参数燃爆机理爆炸防护

若干因素对地下综合管廊燃气舱内燃烧爆炸规律的影响研究

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若干因素对地下综合管廊燃气舱内燃烧爆炸规律的影响研究

作者：崔英洁北京建筑大学

学位级别：硕士

我国计划于2020年将地下综合管廊的建设迈入一个新高度,因此地下综合管廊的研究与应用成为当下相关领域的研究热点,但目前对于管廊的安全问题的研究较少且技术尚不成熟,管廊内一旦发生燃气泄露及爆炸事故会对国家和社会造成巨大的危害,... 详细信息

我国计划于2020年将地下综合管廊的建设迈入一个新高度,因此地下综合管廊的研究与应用成为当下相关领域的研究热点,但目前对于管廊的安全问题的研究较少且技术尚不成熟,管廊内一旦发生燃气泄露及爆炸事故会对国家和社会造成巨大的危害,我国对于地下综合管廊内安全措施的研究以及技术规范的规定都不够清晰,因此开展地下综合管廊内燃爆方面的相关研究具有重要的意义。管廊中的通风设备、各种支架类设备的存在,成为了管廊内燃气发生爆燃时不可忽略的因素,他们作为障碍物的存在对天然气爆炸压力和火焰传播速度具有显著的激励作用。当管廊内发生燃气泄漏,其他管线由于各种原因达到起火温度或者产生电火花且起火点位置不确定,会产生难以预测的后果,因此对地下综合管廊内燃爆时起火点位置对天然气爆燃的影响研究至关重要。另外,严重的爆炸事故大多发生在大型受限空间内,如大型坑道、巷道等,研究规律却大多基于小尺寸实验,本文利用数值模拟法研究管廊内燃烧爆炸的规律,研究地下综合管廊等大尺寸空间对火焰传播规律的影响。本文通过运用ANSYS FLUENT软件中均相湍流燃烧时均方程组、k-ε湍流模型和EBU-Arrhenius燃烧模型,对内置障碍物密闭空间内甲烷空气预混气体爆炸过程进行模拟,数值模拟火焰阵面与实验拍摄照片吻合良好,验证了数学模型及数值模拟计算方法的有效性。基于数值模拟模型有效性验证结果,对放置有障碍物的地下综合管廊进行甲烷-空气预混气体的燃烧过程进行数值模拟,进一步探讨了点火源位置和管廊空间尺寸对内置障碍物综合管廊燃气仓内爆燃过程的影响。研究表明:1、点火源高度对燃爆过程有一定影响。点火源低于与障碍物水平高度时,火焰受扰动最大,火焰传播进程最慢。2、点火源距障碍物水平间距不同时,爆炸压力变化趋势及峰值基本一致。但对压力上升速度有影响,水平间距越靠近障碍物时压力上升速率越缓慢。3、通过对空间尺寸对火焰的传播速度的影响研究发现:大尺寸空间中爆燃火焰的发展进程比小尺度空间的爆燃火焰发展进程缓慢。4、空间尺寸对最大爆炸压力没有太大影响,即随着空间尺寸增大,爆炸压力上升速率减小,最大爆炸压力相差不大,但到达最大爆炸压力的时间有所增加。5、空间尺寸对最终温度没有影响。随着空间尺寸增大,温度上升速率减小,温度开始上升的时间增大,但最终爆炸温度相同。

关键词：地下综合管廊障碍物燃烧爆炸尺寸效应

地下综合管廊燃气舱内燃烧爆炸时火焰传播规律的尺寸效应研究

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科学技术创新 2022年第36期 107-110页

作者：崔英洁周卓群李良顺北京航天万源建筑工程有限责任公司北京100076 北京建筑大学土木与交通工程学院北京100044 北京交通大学土木建筑工程学院北京100000

管廊内存在燃气泄露并引爆炸事故的潜在风险,因此开展地下综合管廊内燃爆方面的相关研究具有重要的意义。利用FLUENT软件对地下复合管廊等大尺寸空间是否与小尺寸空间具有相同的规律进行了数值验证,分析了不同空间尺寸天然气爆炸过程中... 详细信息

管廊内存在燃气泄露并引爆炸事故的潜在风险,因此开展地下综合管廊内燃爆方面的相关研究具有重要的意义。利用FLUENT软件对地下复合管廊等大尺寸空间是否与小尺寸空间具有相同的规律进行了数值验证,分析了不同空间尺寸天然气爆炸过程中参数之间的关系,探讨了空间尺寸变化对火焰传播规律的影响。结果表明,大尺度空间燃气爆炸火焰比小尺度空间火焰传播速度小,爆炸压力上升速度随着空间尺寸的扩大而减小,最大爆炸压力基本不变,达到最大爆炸压力的时间增加。另外,爆炸温度上升速度减小,达到峰值温度的时间延迟,最终爆炸温度数值相同。

关键词：地下综合管廊火焰传播燃烧爆炸尺寸效应

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室内燃气泄漏扩散及燃烧爆炸的数值模拟

室内燃气泄漏扩散及燃烧爆炸的数值模拟

作者：张丽中北大学

学位级别：硕士

气体燃料具有高效、经济、清洁的特点，备受人们青睐。然而在室内空间，燃气一旦发生泄漏，不易扩散，容易造成堆积，引发火灾爆炸等危险事故的可能性更大。在一般居民家庭中不具备火灾爆炸等防护用品，人们的安全知识又相对缺乏，一旦... 详细信息

气体燃料具有高效、经济、清洁的特点，备受人们青睐。然而在室内空间，燃气一旦发生泄漏，不易扩散，容易造成堆积，引发火灾爆炸等危险事故的可能性更大。在一般居民家庭中不具备火灾爆炸等防护用品，人们的安全知识又相对缺乏，一旦发生事故整个小区都会面临重大的伤害。因此研究燃气泄漏后爆炸危险区域分布规律及发生燃烧爆炸的特性显得尤为重要本文针对家居厨房可燃性气体意外泄漏事故，简要阐述了近年来室内燃气泄漏扩散研究的基本现状及理论分析。运用CFD数值模拟软件Fluent14.0对燃气在不同影响因素下的泄漏扩散过程进行有效的数值模拟，得到了可燃性气体浓度场的时空分布图，在一定程度上研究分析了室内燃气泄漏扩散的规律及可燃性气体爆炸危险区域的迁移规律。运用TNT当量法对其危险性进行了一定的分析。在此基础上运用AutoReaGas对室内泄漏的燃气进行燃烧爆炸模拟，对爆炸产生的后果进行了简单的危险性分析;与TNT当量法危险性分析结果做了相应的对比，在一定程度上预测了室内燃气泄漏后发生燃烧爆炸事故产生的危害后果。最后，本文总结了现阶段燃气泄漏扩散的不足之处及未来的发展前景。根据燃气燃烧爆炸的危险性分析，提出了一些建议性的措施，可进一步减小燃烧爆炸事故产生的破坏作用。

关键词：燃气泄漏扩散燃烧爆炸数值模拟危害分析

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油轮油气燃烧爆炸实验与数值模拟研究

油轮油气燃烧爆炸实验与数值模拟研究

作者：毛金辉浙江海洋大学

学位级别：硕士

本文针对油轮油气燃烧爆炸事故,简要的阐述了近年来油气燃烧爆炸的基本现状及理论分析。本文有利于减少油轮油气爆炸事故发生、提高油轮安全防护性能,保障原油安全、快速、可靠的运输到目的地,进行油轮原油油气燃烧爆炸的实验和数值仿... 详细信息

本文针对油轮油气燃烧爆炸事故,简要的阐述了近年来油气燃烧爆炸的基本现状及理论分析。本文有利于减少油轮油气爆炸事故发生、提高油轮安全防护性能,保障原油安全、快速、可靠的运输到目的地,进行油轮原油油气燃烧爆炸的实验和数值仿真模拟研究探索是非常有研究价值的。通过3m长管道原油油气燃烧爆炸的实验,实验研究密闭管道系统初始原油油气浓度不同时,管道内压力峰值的具体变化情况;点火位置不同的时候,管道内压力最大值的具体变化状况。相同条件下,开口管道系统原油油气燃烧爆炸的压力小于密闭系统的。并运用软件Fluent对管道做数值模拟仿真研究,数值模拟的结果和实验结果吻合。采用RNGk-?湍流模型作为油轮油舱的流体模型,建立了简化的燃料氧化化学机理和湍流的燃烧模型描述油气爆炸的燃烧过程。在数值计算过程中提出了基于非结构网格的有限体积综合算法求解控制方程组,从而解决了油气爆炸湍流流场中的难题,并取得了良好的计算精度。数值模拟得出油轮油舱爆炸的最小压力出现在点火源处,最大压力出现在油舱壁面。在一定的油气浓度范围内,油舱同一位置的油气浓度越大,产生的最大压力就越大,到达压力峰值的速度就越快。

关键词：原油油气燃烧爆炸数值模拟管道油轮油舱

煤尘浓度和粒度对煤尘燃烧爆炸特性影响的实验研究

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中国矿业 2013年第8期22卷 136-140页

作者：王育德曲志明河北工程大学土木工程学院河北邯郸056038

煤尘粒度和浓度对煤尘燃烧爆炸存在重要影响,爆炸的危险性随粒度的减小而迅速增加。挥发分15%～30%和灰分小于30%的煤尘的爆炸下限随挥发分的增加而减少。实验研究发现,当燃料室中分别加入不同浓度的煤粉而发生燃烧爆炸时,混合物的爆压... 详细信息

煤尘粒度和浓度对煤尘燃烧爆炸存在重要影响,爆炸的危险性随粒度的减小而迅速增加。挥发分15%～30%和灰分小于30%的煤尘的爆炸下限随挥发分的增加而减少。实验研究发现,当燃料室中分别加入不同浓度的煤粉而发生燃烧爆炸时,混合物的爆压和爆速变化也各不相同。煤粉加入量少,爆压、爆速很低,混合物处于爆燃状态。实验中,当煤尘浓度为276g/m3、368g/m3时,煤尘出现稳定爆轰。爆压随着煤尘粒度的减小而增大,45～75μm粒度煤尘出现稳定的爆轰过程,采用此粒度等级煤尘进行燃烧爆炸特性实验研究是非常合理的。

关键词：煤尘浓度和粒度燃烧爆炸爆压和爆速

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氧气管道燃烧爆炸原因分析及预防措施

化学工程与装备 2018年第12期 287-289页

作者：张岳鹏福建省锅炉压力容器检验研究院龙岩分院

文中介绍了氧气的化学特性和该介质压力管道爆炸燃烧事故起因的分类,笔者结合自己实际检验工作经验,从管道的设计、安装、使用维修等各个环节进行分析,提出了防止事故的相应整改意见和预防措施,给日常巡检提供了基本思路,有的放矢对安... 详细信息

文中介绍了氧气的化学特性和该介质压力管道爆炸燃烧事故起因的分类,笔者结合自己实际检验工作经验,从管道的设计、安装、使用维修等各个环节进行分析,提出了防止事故的相应整改意见和预防措施,给日常巡检提供了基本思路,有的放矢对安全隐患进行排查,帮助生产企业从最大程度杜绝此类事故的发生。

关键词：燃烧爆炸氧气流速