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煤炭学报 2020年第5期45卷 1803-1811页

作者：严灼穆朝民袁树杰李重情齐娟安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室安徽淮南232001 安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室安徽淮南232001 安徽理工大学能源与安全学院安徽淮南232001

近年国内外学者对瓦斯爆炸抑爆隔爆技术的研究主要围绕抑爆剂、吸能材料和空腔等开展。文献指出空腔具有抑制瓦斯爆炸传播的功能,且抑爆性能受空腔体积大小影响。为探索体积不变条件下空腔尺寸特征对瓦斯爆炸传播抑制性能的影响,设计了... 详细信息

近年国内外学者对瓦斯爆炸抑爆隔爆技术的研究主要围绕抑爆剂、吸能材料和空腔等开展。文献指出空腔具有抑制瓦斯爆炸传播的功能,且抑爆性能受空腔体积大小影响。为探索体积不变条件下空腔尺寸特征对瓦斯爆炸传播抑制性能的影响,设计了体积为0.08 m3长宽比分别为5/8,8/5的矩形钢质空腔,壁厚10 mm,并将其铺设在36 m长的大型瓦斯爆炸管道系统中开展实验研究,考察瓦斯爆炸火焰和冲击波超压经过空腔后的变化规律。结果表明:长宽比5/8空腔对爆炸火焰、冲击波传播均有抑制作用,长宽比8/5空腔对爆炸火焰有抑制作用,但对冲击波传播有增强作用。在此基础上建立数值模型,将体积为0.08 m3长宽比分别为1/10,2/5,5/8,1,8/5,5/2的空腔铺设在管道系统中开展数值模拟研究,研究发现:空腔对瓦斯爆炸冲击波传播抑制作用取决于空腔长宽比,长宽比越小,空腔对冲击波传播抑制作用越强;且存在临界长宽比,当长宽比空腔对冲击波超压传播具有抑制作用,当长宽比>1时,空腔对冲击波传播具有增强作用,长宽比为5/2时,增强现象最明显。最后,分析了空腔长宽比影响瓦斯爆炸冲击波传播规律作用机理,空腔长宽比越大,在出口和入口能接收到的反射波就越多,反射波在出口和入口叠加后产生的冲击波超压也就越大,反之越小;空腔长宽比越大,在空腔内参与爆炸的预混气体越多,腔内爆炸越剧烈,产生的增量冲击波就越强,反之越弱;因此,长宽比越大,空腔对瓦斯爆炸冲击波传播抑制作用越差,反之抑制作用越好,当长宽比大于临界长宽比时,空腔会增强瓦斯爆炸冲击波传播。

关键词：瓦斯爆炸爆炸防治空腔抑爆熄火消波

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空腔影响瓦斯爆炸传播规律研究

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煤炭学报 2021年

作者：严灼袁树杰穆朝民李重情齐娟安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室安徽理工大学能源与安全学院

近年来，国内外学者对瓦斯爆炸抑爆隔爆技术的研究主要围绕抑爆剂、吸能材料和真空腔等开展。文献指出真空腔具有抑爆功能，抑爆效果取决于真空腔体积且真空度对抑爆性能影响不大。受此启发，为探索一种新型瓦斯爆炸抑爆方法，设计了尺... 详细信息

近年来，国内外学者对瓦斯爆炸抑爆隔爆技术的研究主要围绕抑爆剂、吸能材料和真空腔等开展。文献指出真空腔具有抑爆功能，抑爆效果取决于真空腔体积且真空度对抑爆性能影响不大。受此启发，为探索一种新型瓦斯爆炸抑爆方法，设计了尺寸为长500mm×宽800mm×高200mm的矩形钢质空腔，壁厚10mm，并将其铺设在36米长的大型瓦斯爆炸管道系统中开展实验研究，考察瓦斯爆炸火焰和冲击波超压经过空腔后的变化规律。实验结果表明：单空腔具有熄火、消波作用，能使爆炸火焰和冲击波超压分别衰减42.5%、11%；双空腔进一步提高了熄火、消波性能，使爆炸火焰和冲击波超压分别衰减75.4%、26.7%。在实验研究基础上建立数值模型，开展相同条件下数值模拟研究，结果表明：单空腔对冲击波传播有抑制作用，使冲击波超压衰减10.61%；双空腔进一步提高了抑制性能，使冲击波超压衰减28.88%。最后，通过模拟瓦斯爆炸火焰、冲击波在空腔内的传播过程，发现空腔之所以具有熄火、消波功能是因为爆炸火焰和冲击波进入空腔后膨胀耗散，传至出口时，只有部分火焰和冲击波经出口传出空腔，另一部分受空腔壁面阻挡发生反射，形成逆向火焰和反射波并向反方向（入口侧）传播，由于反射角度不同，部分逆向火焰和反射波进入空腔入口，叠加后传出空腔，不能进入空腔入口的逆向火焰和反射波受入口侧壁面阻挡，再次发生反射，向出口方向传播，如此反复，冲击波在此过程中被分批传出，火焰随预混气体耗尽而消失，因此，经空腔后爆炸火焰和冲击波超压出现明显衰减，从而实现了熄火、消波功能。

关键词：瓦斯爆炸爆炸防治空腔抑爆熄火消波

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