H2,CO双元体系支链爆炸的特性与防爆安全指标

对H2,CO双元爆炸性混合气体的爆炸特性进行了系统的研究.探索了浓度爆炸极限、爆炸形态与波形及其影响因素.根据爆炸形态与波形的不同,提出了对H2,CO双元体系的爆炸形态科学区划的新理念;在爆炸极限内,可以进一步区划为冷焰、爆燃、爆轰与爆燃向爆轰转化四种爆炸形态,以及下冷焰区、上、下限爆燃区、爆轰区和爆燃向爆轰转化区五个爆炸区域,有利于进一步研究相关的多元支链爆炸体系.引进了‘关键组分'的概念,指出引发爆炸的物质是关键组分H2和氧化剂O2,探讨了制订防爆安全指标的依据与方法,实验测得了爆炸危险度、火焰蔓延极限、最小点火能等特性参数,有利于预防混合气体支链爆炸事故,指导防爆电气设备与阻火器的设计,指导支链燃烧与支链爆炸的实践.     

甲醇-氨-空气多元爆炸性混合气体的爆炸特性与应用

对甲醇-氨-空气多元爆炸性混合气体的爆炸特性与爆炸形态进行了系统的研究,结果表明：甲醇-氨-空气(甲醇∶氨=1∶1.1)爆炸性混合气体的浓度爆炸极限为12.85%～45.25%;该爆炸性混合气体爆炸只有冷焰与爆燃2种形态,不会出现强烈的爆轰现象;氮气与水蒸气对甲醇-氨-空气爆炸性混合气体爆炸具有一定的惰化作用;氨对甲醇-空气爆炸性混合气体爆炸具有明显的阻尼效应,随着甲醇/氨的比值降低,其爆炸危险度、爆炸最高压力以及压力上升速率均会降低。用于指导甲醇氨氧化的工业生产的技术改造,具有抑爆效果好、防爆措施有力、生产能力大幅度增加、经济效益明显等特点。     

干燥设备爆燃事故技术分析

对某公司发生的一起干燥设备爆燃事故进行了技术分析。认为直接原因是甲醇等气体与空气混合达到爆炸极限,遇开关柜电气火花点燃发生爆炸,间接原因包括非防爆开关柜易产生电气火花、现场可燃气体报警器。     

甲烷氯化物生产中高压系统爆炸事故原因分析

对一次甲烷氯化物试生产过程中高压系统发生爆炸事故的原因进行分析,确定引起爆炸的主要原因是循环气中的一氯甲烷、二氯甲烷与积累的氧气混合达到爆炸极限遇到静电火花所致;并与沼气热氯化法做了对比,提出了相应的改进措施。     

浅谈粉尘爆炸实验装置的主体部分设计

在对管道内粉尘爆炸的特性理论研究的基础上,设计了一套80mm×80mm、长5m的长方体可燃粉尘爆炸实验管道,其为粉尘爆炸实验装置的主体部分。粉尘爆炸实验装置的主体部分包括管道进气口、空气压缩机、实验管道主体部分(点火区,观察区,灭火区)、传感器、管道出气口、送风机,扬尘喷管、燃爆测定系统控制仪、可燃粉尘质量、速度传感器、动态数据采集分析仪和爆炸的点火装置。对粉尘爆炸实验装置的主体部分的设计有利于研究可燃粉尘在管道中的爆燃转爆轰(DDT)过程、压力变化过程等,也有利于可燃粉尘在管道中的爆炸研究。     

多元混合燃料分散爆轰研究

在多元混合燃料分散爆轰设计基础上进行了相关实验研究,燃料在分散与爆轰的协调作用下完成了动态混合的多相爆轰过程;其爆炸场的状态不同于高能炸药爆炸后的单调衰减,有一个由衰减到增强的成长过程;通过燃料在不同爆炸气体中爆轰的对比实验表明,燃料在爆轰与分散的同时,环境中的氧参与反应,相对于燃料自身完成的爆轰,具有“超释能”效果。     

碳氢燃料与卤素氟化物的爆炸反应特性

在一维爆轰管中研究了碳氢燃料与卤素氟化物的爆炸反应特性。氧气含量大于９％时,实测管中爆轰波压力２．８ＭＰａ,温度２７７３Ｋ。燃料与空气以化学当量配比时,仅观察到爆燃现象。同时利用ＦＴＩＲ和ＧＣ／ＭＳ分析了无氧条件下的反应产物。     

甲醇对丙烷/氧气混合气爆炸极限的影响

为探究替代燃料丙烷/甲醇混合气的氧化反应特性,利用爆炸极限开展了甲醇对丙烷/氧气混合气的负温度系数（NTC）响应特性的研究。结果表明：在NTC区域,下拐点的压力随着甲醇摩尔分数的增加而升高,但下拐点的温度几乎保持不变。然而上拐点的温度与压力随着甲醇摩尔分数的增加没有明显变化。整体而言,随着甲醇摩尔分数的增加,丙烷/氧气混合气的NTC区域不断减小并向高压区域移动。对比分析了不同爆炸状态下,即无爆炸、冷焰以及热焰状态,混合气的温度、压力以及主要组分变化,并获得了影响温度变化的主要基元反应。此外,对爆炸极限曲线的NTC区域上、下拐点进行了敏感性分析,确定影响拐点状态的主要基元反应。     

新型熔铸炸药精密爆炸网络的设计与应用

为了满足多模式毁伤弹药智能化和小而精的发展要求,应用新型DNTF基熔铸炸药,制作了精密爆炸网络.结果表明,该爆炸网络可以使单点起爆放大成周向多点同步起爆,且多点起爆的同步误差可控制在100ns以内.在多模战斗部预埋爆炸网络,解决了传爆和隔爆的矛盾,简化了战斗部结构,并可精确控制爆轰波形.     

复杂混合气体爆炸极限的预测研究

包含烃类气体、氮气、氧气等的复杂混合气体爆炸极限在石化生产中经常需用到,试验测试的方法不能及时测得,故而需要采用预测计算的方法来估算复杂混合气体的爆炸极限。本文根据试验测得的混合气体的组分及爆炸极限,结合Le-Chatelier法,得出由组分计算混合气体爆炸极限的方法,并编成软件,经验证,该软件计算出的爆炸极限与实验值的误差小于10%。     

阻火器的应用--燃烧炉/火炬系统的安全防范措施

介绍了阻火器的应用范围及要求,说明了欧洲标准94/9/EG对生产中有易燃、易爆气体时相应的安全措施,并针对燃烧炉/火炬系统的安全防范提出了液压阻燃、管道爆燃/爆轰阻火器以及安全喷嘴的使用要求,以确保阻火器正确选型、安装和维护。     

乙醚蒸气爆炸特性数值研究

以湍流燃烧理论和CFD模拟技术为基础,对爆炸过程采用EBU-Arrhenius模型,压力与速度的耦合采用SIMPLCE算法,研究了乙醚蒸气在反应釜中气体爆炸传播过程中火焰及冲击波的传播规律和可燃液体蒸气爆炸的相关特性,验证了密闭空间中乙醚蒸气爆炸方式为爆燃,模拟过程能够较为清楚地反映可燃液体蒸气的爆炸过程,得到的爆温和爆压与理论值相近。所做工作能为可燃蒸气爆炸强度的评价提供一个良好的途径与思路,为进一步使用CFD数值模拟手段分析工业灾害中的问题提供一些帮助。     

含铝典型炸药爆轰参数计算研究

用途不同,对炸药的爆速、爆压、爆热要求不一样。准确、快速计算炸药的爆轰参数对于设计指定性能新型炸药和炸药的应用研究具有十分重要的意义。本文用不同的方法对含铝炸药的爆轰参数进行了计算,采用含铝炸药经验公式计算含铝炸药的爆速、ω-Г公式方法计算的爆压、盖斯定律计算爆热,较其他计算方法计算结果相对误差小。     

凝聚相炸药爆炸火光现象的初步研究

为弄清凝聚相炸药爆炸火光现象的形成机制及影响爆炸发光现象的相关因素,对凝聚相炸药爆炸过程中存在发光现象的各阶段发光机制进行了理论分析,用文献试验结果分析了影响爆炸发光强度的因素。采用高速摄像的试验手段研究了16种凝聚相炸药的爆炸火光现象。结果表明,凝聚相炸药的爆炸发光过程由爆炸和后燃两阶段组成。凝聚相炸药的爆炸发光强度与炸药的爆压、爆温、爆速和氧平衡均有关系。而炸药的氧平衡和质量则影响爆炸火光现象持续的时间。     

低爆速膨化硝铵炸药的配方研究

介绍了低爆速膨化硝铵炸药的制备技术特点 ,通过配方设计及试验研究 ,得到低爆速膨化硝铵炸药的最佳配方 ,其性能为爆速约 2 1 0 0 m/ s,传爆距离在 50 m以上 (装药直径 32 mm)     

CL-20/DNT共晶炸药的制备及其性能研究

以丙酮为溶剂,通过蒸发结晶法制得六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)/二硝基甲苯(DNT)共晶炸药。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和热重/差示量热法(TGA/DSC)研究了共晶炸药的形貌、结构和热分解特性,测试了CL-20/DNT共晶炸药的机械感度和5s爆发点温度,并计算了其爆轰性能。结果表明,共晶炸药的微观形貌不同于原料CL-20,呈条状晶体;衍射峰明显不同于CL-20/DNT物理混合物的衍射峰,表明有新物相生成。在DSC曲线上,CL-20/DNT共晶几乎没有DNT的熔化吸热峰,而CL-20/DNT物理混合物中有明显的熔化峰,且二者的放热峰峰形和峰位不同;与原料CL-20相比,共晶炸药的分解峰温提前了21℃,放热量(ΔH)和最大热流量(Qmax)分别增加了39%和104%。与CL-20/DNT物理混合物相比,共晶炸药的5s爆发点温度和表观活化能分别增加3.9℃和65.7kJ/mol,撞击感度降低88.9%,摩擦感度降低40%,说明共晶炸药热稳定性增强。CL-20/DNT共晶炸药的理论爆速达到8 340m/s。     

Analytical and numerical assessments of local overpressure from hydrogen gas explosions in petrochemical plants

Accurate prediction of pressure rise is important for safety assessments of a petrochemical plant in the event of an explosion accident. The sudden pressures arising from gas explosions at various hydrogen concentrations in air have been predicted analytically and numerically. These solutions were compared against experimental data. The analytical solution, based on the self‐similar solution for pointwise strong explosions in an open space, which assumed no energy loss and premixed fuel‐air mixture, reasonably predicted the explosive‐ignition detonation case while the numerical solutions were more suitable to model spark‐ignition deflagration cases that accounted for the effect of turbulence arising from three‐dimensionality and presence of obstacles in the computational domain. Comparison of both analytical and numerical results against experimental data indicates that their differences are within a 30% margin. The analytical model presented herein can be useful for field engineers who want conservative estimates of the overpressure resulting from explosive‐ignition detonation. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

小尺度受限空间内瓦斯湍流爆燃大涡模拟

构建了150 mm × 150 mm × 500 mm小尺度受限空间三维模型,基于火焰表面密度模型和Charlette湍流燃烧模型,对两侧连续障碍物条件下瓦斯爆燃火焰与湍流耦合过程进行了大涡模拟(LES)。模拟结果均与实验结果进行了比较。结果表明:大涡模拟可以很好预测瓦斯爆燃过程中的火焰结构、火焰锋面位置、火焰传播速度及超压,验证了大涡模拟及湍流燃烧模型对于瓦斯爆燃的适用性。此外,通过Karlovitz数定量描述了瓦斯爆燃火焰与湍流之间的相互作用及其变化规律,并对不同时刻的火焰模态进行了判别,在两侧连续障碍物条件下瓦斯湍流爆燃火焰先后经历波纹小火焰和薄反应区两种模态。     

RDX基铝薄膜炸药与铝粉炸药水下爆炸性能比较

为了减少铝粉炸药在生产过程中因铝粉对环境污染,降低铝粉炸药的撞击感度,提高含铝炸药的成型性及力学性能,将RDX用铝薄膜分层包裹得到新型的铝薄膜混合炸药。将铝薄膜混合炸药与铝粉炸药进行水下爆炸实验与爆速实验,得到两种炸药的爆速与压力时程曲线,经过分析计算得到两种炸药的压力峰值、冲量、冲击波能、气泡脉动周期与气泡能。结果表明：铝薄膜炸药药柱的轴向为RDX与铝薄膜独立贯通的结构,有利于降低混合炸药中添加物对基体炸药爆轰波传播的影响,从而使铝薄膜混合炸药的爆速高于铝粉炸药,导致铝薄膜炸药的冲击波损失系数高于铝粉炸药,使铝薄膜混合炸药的总能量、比气泡能与铝粉炸药相当情况下,其比冲击波能却降低了10.16%～10.33%,计算过程说明铝薄膜混合炸药的C-J压力计算公式具有合理性。