障碍物排列方式对甲烷/空气爆炸特性影响研究

为了研究煤矿井下设备尺寸及安装位置对瓦斯爆炸特性的影响,利用自行搭建的小型瓦斯爆炸实验平台开展了不同阻塞率障碍物在管道内位置的变化对甲烷/空气混合气体爆炸特性影响的研究。结果表明,在阻塞率相同时,到达管道末端的时间随着障碍物距离点火源位置的减小而减小,障碍物距离点火源越近、阻塞率越大,火焰到达管道末端的时间越短,障碍物对传播火焰前期的影响要大于对传播火焰后期的影响;随着距离点火源位置的增加,不同阻塞率的障碍物对爆炸压力峰值呈现先增大后减小的变化规律,障碍物的位置在距离点火源400 mm时,爆燃压力峰值达到最大;在相同管道位置下,爆炸压力峰值随着障碍物的阻塞率的增加而增加。研究结果可为井下设备设计及安装位置提供理论支撑。     

障碍物导致甲烷-氧气爆炸的三维数值模拟

许多因燃烧导致的爆炸事故都与空间局部受限有关，例如管壁和管内障碍物可使火焰自行加速，并导致爆炸。基于湍流模型和EBU－Arrhenius燃烧模型，利用SIMPLE格式对甲烷－空气混合物在管内燃烧时，因障碍物的作用而发生的爆炸现象进行了三维空间的数值模拟。计算结果描述了火焰加速和激波生成的过程。     

障碍物形状对瓦斯爆炸影响的研究

文章利用水平管道式气体--粉尘爆炸实验装置,研究了障碍物形状对瓦斯爆炸火焰传播速度、最大爆炸压力及爆炸压力上升速率的影响.结果表明:障碍物的存在极大的提高了瓦斯的火焰传播速度、最大爆炸压力及压力上升速率;障碍物的形状整体上对最大爆炸压力影响不大,对火焰速度和爆炸压力上升速率影响较大,其中,条型障碍物的影响最为明显,半圆型次之,圆环型影响最小.     

管道内障碍物形状对瓦斯爆炸影响的试验研究

为了预防和降低瓦斯爆炸造成的危害,利用自制的水平管道式可燃气体一粉尘爆炸装置模拟矿井巷道,在常温常压下,使用4种不同形状的障碍物,研究瓦斯爆炸压力和火焰传播速度的变化规律。结果表明：障碍物的存在对瓦斯爆炸具有显著影响,增大了爆炸压力和火焰传播速度,改变了爆炸压力变化规律。障碍物形状对瓦斯爆炸影响程度不同,即挡板障碍物使得爆炸压力和火焰传播速度最大,4孔圆环影响最小。     

圆孔障碍物对压力重叠影响的实验研究北大核心

为了研究圆孔障碍物对压力重叠的影响,利用爆炸测试系统,对不同的圆孔障碍物进行实验,获得了不同的甲烷空气爆炸传播过程。对爆炸过程分析表明:圆板孔尺寸与压力上升速率成指数关系;当圆板中间孔直径为16 mm时,爆炸压力最大为1.129 MPa,当圆板中间孔直径为160 mm时,爆炸压力最小为0.290 MPa:当圆板中间孔直径小于70%的管道内径,便会发生压力重叠。     

密闭管道内障碍物对瓦斯爆炸压力的影响

为系统研究障碍物对瓦斯爆炸压力的影响规律,利用水平管道式气体爆炸试验系统,在水平爆炸管中放置障碍物条件下对瓦斯爆炸压力进行试验研究.通过改变内置障碍物的形状、阻塞率及间距,研究这些参数的改变对瓦斯爆炸压力的影响.结果表明:条形障碍物作用下瓦斯的爆炸压力最大,其次为弓形,圆环型障碍物对瓦斯爆炸压力的影响最小;随着障碍物阻塞率的增大,瓦斯爆炸压力依次递增;瓦斯爆炸压力随障碍物间距的增大缓慢递增,与障碍物形状、阻塞率相比,障碍物间距对瓦斯爆炸压力的影响最小.不同障碍物下瓦斯爆炸压力均随着管道长径比的增加先减小后增大,在长径比为64处爆炸压力增长幅度最大.     

障碍物对爆炸冲击波传播特性的影响研究

采用数值模拟手段建立了有无障碍物条件下的巷道爆炸分析模型,分析了爆炸冲击波在巷道内的传播特性及其变化规律,并结合空气超压对人体的伤害程度分类,研究了有无障碍物条件下巷道内爆炸破坏效应分区。结果表明:障碍物对空气超压峰值的影响具有距离效应,在障碍物近区空气超压急剧增加,而且障碍物的存在增加了损伤区范围和损伤严重程度。     

障碍物对瓦斯爆炸压力传播规律的研究

针对近年来煤矿瓦斯爆炸事故频发的情况,自行设计了内径80 mm、壁厚6 mm和总长1 050mm的瓦斯爆炸试验管道,模拟煤矿巷道中障碍物对瓦斯爆炸压力传播规律的影响.实验结果表明,障碍物的存在对瓦斯爆炸压力具有显著影响,障碍物的数量越多,对瓦斯爆炸压力影响越大;单片障碍物的情况下,瓦斯爆炸压力在一定范围内随着阻塞率的增大而增大,超过这个范围,瓦斯爆炸压力反而下降;经试验得出,当阻塞率为50%时,对瓦斯爆炸压力的影响最为显著.     

同一阻塞率障碍物立体结构对瓦斯爆炸的影响

通过实验方法对CH/空气预混火焰在有不同立体结构障碍物的卧式燃烧圆管内的传播进行了研究.采用压力传感器和火焰测速仪等实验设备获得火焰速度变化以及压力变化曲线.选用三种立体结构障碍物,分别为长方体、三棱柱、圆柱.结果表明在相同阻塞比下,三棱柱对增加火焰传播速度和超压相对较大,长方体居中,圆柱影响相对有限.研究结果对于预防和控制矿井瓦斯和其它可燃气体爆炸灾害,有一定的借鉴作用.     

障碍物对巷道瓦斯爆炸传播影响数值模拟研究

采用流体力学软件FLUENT对不同障碍物情况下巷遭瓦斯爆炸过程进行数值模拟,研究了障碍物对爆炸传播的影响。模拟结果清晰地显示了巷道瓦斯爆炸火焰传播过程,并且表明巷道障碍物的存在会产生湍流现象加速火焰传播,增大瓦斯爆炸的危害,因此巷道中应尽量减少不必要的障碍物存在。     

瓦斯抑爆材料研究进展及瓦斯吸收剂初步研究

瓦斯抑爆材料作为瓦斯治理的辅助技术,在瓦斯爆炸发生后,可以降低瓦斯爆炸的危害。本文总结了瓦斯抑爆材料的研究进展,并提出以吸附降低瓦斯浓度的方式设计瓦斯抑爆材料的设想,并以甲烷作为瓦斯的模型气体,用顶空气相色谱法测定吸收液中甲烷的浓度,研究了3种吸收剂十二烷基硫酸钠(SDS)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、土温80(Tween 80)对甲烷的吸收效果。结果表明三种吸收剂均对甲烷有一定吸收作用,且Tween 80的吸收效果最好。     

管道内不同浓度甲烷爆炸传播特性的实验研究

在水平管道式气体爆炸装置中,选取5种不同浓度的甲烷进行爆炸实验,研究在甲烷爆炸传播过程中,最大爆炸压力、压力上升速率及压力峰值时间随甲烷浓度及传播距离的变化规律。研究结果表明:甲烷浓度对最大爆炸压力、压力上升速率和压力峰值时间的影响显著:甲烷浓度越接近化学当量浓度,最大爆炸压力和压力上升速率越大,压力峰值时间越短。随着传播距离的增大,最大爆炸压力和压力上升速率先增大再减小,压力峰值时间则依次延长。甲烷浓度偏离化学当量浓度越多,压力峰值时间成倍延长。     

变温下多元可燃气体对甲烷爆炸特性的影响数值模拟

为有效地预防及控制矿井下煤自燃过程中产生的常见可燃气体对甲烷爆炸所造成的后果,利用FLACS软件模拟研究了5种初始温度(25、60、100、140、180℃)下C2H4、C2H6、H2和CO这4种气体按不同比例混合后对甲烷最大爆炸压力和最大爆炸温度的影响。研究表明:在定容常压下,随初始温度的增加,与任意多元气体混合后的甲烷,其最大爆炸温度呈上升趋势,最大爆炸压力则呈下降的趋势。随4种可燃气体的混合体积分数从0.4%增加到2.0%,甲烷最大爆炸温度和最大爆炸压力上升且初始温度较低时升幅更大。     

隔爆水幕抑制瓦斯爆炸的管道实验研究

为了有效地减少瓦斯爆炸事故的发生,降低其破坏能力,研发了一种隔爆水幕抑制瓦斯爆炸的管道实验系统,并通过该实验系统分别进行了有无水幕、不同瓦斯浓度、不同流量条件下隔爆水幕作用效果的对比实验,研究了隔爆水幕对瓦斯爆炸的阻隔效果。研究结果表明,隔爆水幕有良好的阻隔效果,在瓦斯浓度为9.5%、喷头喷水流量为16.4 L/min时隔爆效果最佳。     

低浓度煤层气深冷液化工艺爆炸危险性分析

我国煤层气资源丰富,低浓度煤层气的安全利用问题亟待解决。对煤层气深冷液化工艺过程进行了描述,在对工艺过程进行整体爆炸危险性分析的基础上,对煤层气深冷液化工艺各环节进行了爆炸危险性分析,并提出了相应安全对策及措施,为安全合理地开发利用含氧煤层气提供了有力依据。     

点火延迟时间对甲烷煤尘爆炸特性的影响

为研究不同湍流环境下,煤尘对甲烷爆炸特性的影响,基于20 L爆炸球采用0、25、50、100、200 g/m^3的煤尘分别与6.5%、9.5%、12%的甲烷在点火延迟时间60 ms和120 ms的条件下进行混合爆炸实验。结果表明:点火延迟时间的增大对单相甲烷爆炸最大爆炸压力影响较小,显著降低最大压力上升速率;有煤尘参与时,3种甲烷浓度下,点火延迟时间的提高能够降低最大爆炸压力和最大压力上升速率,当甲烷浓度为9.5%时,2种点火延迟时间下,对应的最佳煤尘浓度不同,点火延迟时间越小,最佳煤尘浓度越小,甲烷浓度为12%时,点火延迟时间为60 ms时,最大爆炸压力和最大压力上升速率对高浓度煤尘比较敏感,火延迟时间为120 ms时,最大爆炸压力和最大压力上升速率对低浓度煤尘较为敏感。     

障碍物与煤尘对气体火焰传播过程影响的实验研究

本文对障碍物和煤尘对瓦斯燃烧过程中火焰速度的影响进行了实验研究。结果表明,障碍物和煤尘对管内火焰有明显的加速作用,在有障碍物和煤尘存在时,气体火焰沿管道传播的特征与管道封闭状态有关,从封闭端传向开口端的火焰速度比开口端传向封闭端的火焰速度大得多。障碍物的特征尺寸越大,火焰加速效果越显著。     

真空腔弱面材料厚度对瓦斯抑爆性能的影响

为了研究真空腔弱面材料厚度对瓦斯抑爆性能的影响,设计了瓦斯爆炸实验 Ⅰ 型管道,开展了无真空腔瓦斯抑爆实验和弱面材料厚度为0.1、0.2、0.3 mm条件下的真空腔瓦斯抑爆实验。实验结果表明,真空腔能够有效抑爆,当弱面材料厚度为0.1 mm时,真空腔抑爆效果最好,最大火焰信号强度仅为0.14 V,并在F6测点及以后趋于熄灭状态,所有测点的最大超压值均在0.08 MPa以下,达到了抑爆目的。     

充注惰气抑制矿井火区瓦斯爆炸机理

从燃烧学、爆炸学及链式反应基本观点出发 ,分析了惰性气体抑制矿井火区瓦斯爆炸的机理 ;通过小型模拟试验研究了充注惰性气体对抑制火区瓦斯爆炸的作用规律。