��դ�����ϰ���Կ�ȼ���Ʊ�ըӰ�����ֵģ����ʵ���о�

可燃气体或低沸点可燃液体的事故性泄漏，会引发可燃气云爆炸事故。气体爆炸概率成为厂站、陆地及海上油气钻采平台设计中需要考虑的要素之一。为确保生产安全及对相关人员的有效保护，必须确定现场障碍物对爆炸的加强作用。为此，实验研究了内置半球栅条形障碍物半径、栅条宽度与空隙宽度3个参数对可燃气云爆炸场的影响。基于流体力学控制方程组、PDR模型和Bakke Hjertager燃烧模型，通过修改方程源项，考虑障碍物对流动的附加作用及对燃烧速度的影响，建立了可燃气云爆炸的理论模型，并采用SIMPLE算法进行了数值求解。实验结果表明，该类型障碍物对可燃气云爆炸威力有较大的增强作用，最大超压可达无障碍物时的10倍以上。计算结果与实验值相比较，最大相对偏差17.9%，平均相对偏差6.34%。     

管道内预混气体爆燃过程的实验研究

对预混气体在圆形管道内的爆燃过程进行了实验研究 ,根据实验结果将超压的变化过程分为前驱冲击波、升压、降压、余压四个阶段 ,将气体燃烧的变化过程分为未燃、燃烧、已燃三个阶段 ,并对各阶段中超压和火焰传播状况进行了分析。通过实验结果得到了燃烧时间与火焰传播速度之间成直线关系 ,以及实验中反应区的宽度要远大于湍流燃烧理论中的反应区宽度的结论。对二次反冲的研究也为管道内爆炸的预防提供了参考     

ԲͲ�������ڿ�ȼ���屬ȼ���̵���ֵģ��

大型密闭容器内可燃气体爆燃的火焰速度存在着一个加速过程，压力也不是均匀分布的。根据密闭容器内可燃气体爆燃的实际情况，从流体力学和化学反应动力学出发，利用一步不可逆化学反应模型处理能量的加入过程，通过高精度的差分格式和时间分裂方法，对弱点火条件下密闭容器内可燃气体爆燃的压力场、温度场和浓度场进行了数值模拟，并进行了圆筒形容器内可燃气体爆炸实验。结果表明，最大爆炸压力和最大压力上升速率均与初始压力呈正比。最大压力及其上升速率在燃料组分化学计量浓度的1.1倍左右达到最大值。数值模拟计算结果与实验结果比较，其偏差不超过10%。     

非均匀分布可燃气云爆炸威力分析

 以高斯分布气云为例，研究了非均匀分布气云爆炸的威力与机理，并与相同泄漏量的均匀分布可燃气云爆炸进行了对比分析。结果表明：当高斯分布可燃气云爆炸时，由于其可燃气体浓度偏离最危险浓度，燃烧速率降低，火焰维持不了自加速运动，对火焰阵面前的气体扰动较小，不会产生较强的冲击波。泄漏量为2228.2m³的乙炔形成的2种高斯分布气云爆炸时，最高超压分别为4.3、1.8kPa，最多具有使玻璃窗破碎的破坏能力。当同样泄漏量的乙炔形成半径20m、乙炔体积分数为13.3%的均匀分布气云爆炸时，可产生42.3kPa的最大超压，具有使砖墙倒塌的破坏能力。因此，在工业现场发生可燃气体泄漏时，首要任务是避免泄漏气体形成混合良好的均匀可燃气云。     

���������ܱ������ڿ�ȼ���屬ը���̵���ֵģ��

在石油、化工、矿业等行业中，密闭容器内可燃气体爆炸的事故屡屡发生，造成了巨大的经济损失和人员伤亡。有效地预测爆炸超压，研究可燃气体爆炸成灾模式及其防治技术具有重要的社会意义和经济意义。为此，从流体力学和化学反应动力学方程出发，建立了数学模型，采用SIMPLE算法，对大型球形密闭容器内可燃气体爆炸过程进行了数值模拟，获得了不同时刻爆燃的速度场、密度场、浓度场、温度场，为工程上防爆、抑爆、泄爆提供了理论基础和数据。     

���������ڿ�ȼ��ȼ��й��ʵ���о�

在直径为1 m的球形容器中，采用中心点火方式，对液化石油气进行了大量密闭燃爆和燃爆泄放的实验，得出了液化石油气最大破坏力的浓度范围5%～6%、密闭下燃爆最大压力与初始压力呈线性关系，并基于不同条件下燃爆泄放实验，通过量纲分析将泄放面积、容器内表面积、容器体积、泄放压力及初始压力等关联成燃爆泄放状态准数，建立了燃爆泄放最大超压与泄放准数之间关系式，关系式覆盖的体积范围(0.029～213 m3)，内部初始压力范围（0.1～0.4 MPa），泄放压力与初始压力比（1～2.5）、容器长径比（1～2），在该范围内关系式与实验结果吻合较好。     

��ˮ������ϲ�����ú�㳬ѹʷ��ֵģ���о�

为研究煤层气地质演化历程中的超压现象，建立了煤层气地质演化史模型并对沁水盆地中南部上主煤层进行了模拟计算。结果表明：区内上主煤层在燕山末期及以后确实存在超压现象，且主要分布在本区中部和南部。超压的发育程度受构造演化史、埋藏史以及热史和煤系、煤层特征的控制和影响。超压与煤层气富集的关系较为复杂，在超压与构造演化史、埋藏史和热史形成适当时空配置的条件下，才有可能形成煤层气的富集。     

ѹ����Ȼ����Һ��ʯ����������������������о�

将压缩天然气（ＣＮＧ）和液化石油气（ＬＰＧ）气体燃料用作发动机燃料，采用缸外预混合的供气方式，其发动机功率损失和动力性降低，已成为推广使用中的难题。吉林工业大学内燃机研究所采用喷射技术，电控技术和计算机模拟技术，对进气门处喷射和缸内喷射的ＣＮＧ和ＬＰＧ发动机在整机性能，特别是动力性以及燃烧特性方面与汽油机的对比进行了系统的研究。研究表明，充气系数降低是缸外预混合式天然气发动机功率下降的主要原因。缸内直接喷气可大幅度提高充气系数；采用缸内喷气技术可恢复天然气发动机功率；提高压缩比可以提高天然气和ＬＰＧ发动机的动力性和经济性，使功率下降得以部分补偿。研究成功了电控气体喷射器的驱动电路和高能点火系统驱动电路，解决了点燃式发动机强烈干扰问题。     

��Ȼ���߻�Ĥ�ྻȼ�յ������о�

催化膜燃烧技术是将具有催化性能的金属加载在较薄的催化剂载体上，将与空气充分混合的天然气点燃后在载体上进行无焰燃烧，载体上温度分布比较均匀，燃烧中产生的NO_x含量很低，甚至接近零排放，是环保与节能的一种有效方法。在对家用天然气燃烧炉改造的基础上，通过实验研究了不同燃—空比条件下NO_x的排放情况以及系统燃烧的热效率特性。结果发现：天然气催化膜燃烧的燃—空比范围在4%～11%之间；在一定的燃烧条件下，燃—空比为6%（体积分数）时，天然气能实现较好催化燃烧效果,系统达到了最高的热效率，同时取得了较好的排放效果。最后从理论上初步分析了天然气催化膜燃烧的机理。     

������۽�������Ĥ�ṹ��������ѧ��Ϊ�о�

用于压力设备与管道超压安全泄放的安全阀不可能密而不漏，因而对有毒介质、稀有元素介质等场合常用爆破膜代替安全阀或采用爆破膜在前安全阀在后的组合式结构。但受侧向载荷作用的金属薄膜（壳）结构由于其几何及材料的非线性特点使得解析计算工作非常困难，目前其设计和制造主要依赖于实验。通过一个普通结构实例，基于Total Lagrange列式，对5种类型壳元进行了几何及材料非线性耦合分析的考核，并选择其中的4结点四边形混和壳元对径向带槽防爆结构进行了有限应变弹塑性有限元分析。结合实验结果发现：等效应力的最大值出现在10%～22%径向位置的沟槽根部；结构的极限载荷与槽底余厚之间存在着明显的线性关系；此外，带槽结构的极限载荷要明显小于厚度为槽底余厚的普通结构的极限载荷。最后从理论上对上述结论给予了解释。     

�ϰ����յ��Ŀ�ȼ���Ʊ�ըѹ������ʵ��ģ��

开敞空间可燃气云爆炸，尤其是在障碍物诱导下具有极大破坏力的爆炸，会造成巨大的经济损失和人员伤亡。因此，研究约束条件对气云爆炸场的影响，对进一步提出可行的防爆、抑爆方案提供理论依据具有重要意义。为此，建立了开敞空间可燃气云爆炸的实验系统，对半球形乙炔—空气预混气云内半球条栅形障碍物对爆炸威力的影响进行了实验研究。障碍物半径为0.1～0.3 m，条栅宽度为15～60 mm，空隙率为20%～75%，气云半径为0.25～1.25 m。通过对实验数据进行曲线拟合回归，并经方差检验，得到了对实际应用具有指导作用的拟合关系式。     

����˿���ṹ�Կ����ռ䱬ȼ���������õ�ʵ��

长期以来，工业上都广泛采用多层金属丝网结构阻火器（系统），但其理论计算问题一直没有得到解决，全靠制造商的测试结果来决定。文中的实验旨在研究金属丝网结构对开敞空间预混乙炔—空气爆燃波的抑制效果，并描述了金属丝网层数、气云半径等参数对丝网结构内外两侧压差的影响。结果显示，在给定的气云半径以及丝网结构半径条件下，丝网结构内外两侧压差随着丝网层数的增加，先减小后增大，存在着一个最小值；特定的丝网结构，将对某一特定半径气云的爆燃波起到最佳的抑制效果。另外，通过与同样气云条件的开敞空间爆炸压力场进行比较发现，单纯地增加丝网层数并不是最好的抑制爆燃波的有效方式。     

Һ��ʯ������ȼ����ֵģ��

液化石油气是一种成分复杂的混合物，这就大大增加了对其爆炸进行数值计算的难度。采用CFD(Computational Fluid Dynamics，计算流体力学)方法，对石油气的混合成分进行了简化处理，进而对石油气爆炸进行了数值模拟，建立了描述液化石油气爆燃的理论模型，采用SIMPLE算法对模型进行了求解。计算的超压与实验值相比较，球形容器内最大偏差为9.09%，平均偏差为4.58%；开敞空间情况下，最大偏差9.02%，平均偏差3.92%。还对工业上可能产生的液化石油气可燃气云爆燃威力进行了预测，当气云半径为100 m时，最大超压可达48.432 kPa。研究表明，大尺寸气云可以产生具有破坏力的超压。     

管状容器气体燃爆泄放过程的数值模拟

工业过程中管状容器气体爆炸事故时有发生，严重威胁着过程工业的安全生产。为预防这类事故，通常会在容器上安装泄压装置，这就要求对该类容器进行防爆泄压设计。对管状容器气体爆炸泄放过程进行分析，特别是容器内压力发展特性的分析是进行防爆泄压设计的关键。为此，首先分析了管状容器内气体爆炸泄放过程，根据其燃爆发展规律建立了描述整个泄爆过程的物理模型。从能量守恒方程和质量守恒方程出发，结合气体状态方程、绝热压缩方程和气体泄放速率方程建立了泄爆过程的数学模型，利用四阶龙格-库塔方法对该过程进行了数值模拟，得到了不同时刻燃爆压力、压力上升速率、火焰位置和火焰传播速度。另外还讨论了泄压面积和泄爆压力对泄爆过程的影响，对于该类容器的防爆泄压设计具有指导意义。     

��Ȼ���ȱ��������Ȼ��յ����ۼ�ʵ���о�

天然气热泵发动机汽缸工作排烟气的不连续性，使进入换热器流量呈现周期性变化，因此，将传统的稳态方法用于发动机烟气换热器的设计与模拟会产生较大的误差。为此，研究了天然气热泵余热回收换热器的运行特性及换热性能，分析了排烟换热器的烟气温度变化与压力损失，建立了具有动态分布参数的模拟计算数学模型并据此描述了换热器内部的流动与换热情况。针对此类余热回收换热的特点，提出了在不明显影响系统整体性能的前提下加强余热回收力度，充分发挥燃气机热泵余热回收的优点，提高系统的整体性能的思想。     

��������ʯ������ʵ���о�

文章针对某高温高压含蜡凝析气井在开采过程中是否存在石蜡沉积展开实验评价研究，利用自行开发的固溶物沉积实验激光测试系统，测试了脱气油在不同压力下的析蜡温度和溶蜡温度。结果表明，脱气油的析蜡温度和溶蜡温度随压力降低基本呈直线下降，析蜡温度比溶蜡温度低10～20 ℃，升温溶蜡曲线滞后于降温析蜡曲线，说明蜡一旦析出，更难溶化。该井压力在0.10～60 MPa，脱气油的析蜡温度在38～49 ℃，溶蜡温度在52～63 ℃，因此在地层中不会出现石蜡沉积，同时，只要井口温度不低于38℃，井筒中也不会出现石蜡沉积。一旦有蜡析出，采用热清蜡技术的加热或热油温度必须高于70～80 ℃。在常压下，粘温曲线法和密度温度曲线法测试的析蜡点与激光法接近。实验还发现，脱气油石蜡结晶在一定温度范围内具有触变性，表观粘度呈现出无规律的变化，这是因为结晶石蜡所形成的网状结构较弱，持续剪切使结晶石蜡网状结构容易被破坏。