爆轰火焰在管道阻火器内的传播与淬熄特性

在水平封闭的直管中,采用自主研制的阻爆实验系统(包括传感器系统、配气系统、数据采集系统、点火系统等)对不同活性预混气体爆轰火焰在波纹管道阻火器内的传播与淬熄过程进行了实验研究。结果显示当可燃气体接近当量浓度时(丙烷4.2%、乙烯6.6%、氢气28.5%,均为体积分数),预混气体从点燃到火焰淬熄过程历时非常短,总体可分为4个阶段,缓慢燃烧阶段、快速燃烧阶段、加速燃烧阶段和超压振荡阶段。丙烷-空气、乙烯-空气预混气体在D=80 mm的管道阻火器中,爆炸压力峰值较高。当管道直径增加至400 mm时,爆炸压力峰值逐渐降低,其中乙烯-空气预混气体的爆炸压力峰值仅为3 MPa左右;氢气-空气预混气体的爆炸压力峰值随管径的增加呈递增趋势。对爆轰速度的研究结果表明,丙烷-空气、乙烯-空气预混气体爆轰速度数值相差不大,丙烷-空气预混气体甚至稍高些;而氢气-空气的爆轰速度数值较高。而且随着管径的增加,管壁热损失增大及其阻力因素等原因影响使预混气体爆轰速度趋向平稳。最后,从经典传热学理论出发,推导出了阻火单元厚度与爆轰火焰速度之间的关系。并结合实验数据,提出了爆轰安全阻火速度的计算方法,为工业装置阻火器的设计和选型提供更为准确的参考依据。     

火焰在阻火器中传播与淬息的研究综述

现代化工中广泛应用阻火器阻止可燃气体在输运管网中爆炸灾害事故的发生,研究预混可燃气体火焰在阻火单元中的传播对阻火器的设计与应用具有重要意义.本文介绍了阻火器的运用及阻火器淬息的基本原理,阐述了国内外的实验研究、理论研究成果及利用现代计算机数值模拟研究的现状,并提出了今后的研究方向.     

甲烷/空气预混火焰在平板狭缝中传播与淬熄的研究

通过模拟甲烷/空气预混火焰在平行板狭缝中传播与淬熄的过程,获得了不同火焰速度的预混火焰在不同狭缝宽度、壁面温度的狭缝中传播的淬熄距离,找到了火焰传播速度、狭缝间距、壁面温度与淬熄长度之间的无量纲关系式,找到了淬熄长度与影响淬熄各因素间的无量纲常数C,并作出了常数C算图,能为阻火器的研究设计及工程应用提供参考.     

预混火焰在平板狭缝中淬熄的数值研究

通过模拟甲烷/空气、丙烷/空气预混火焰在平行板狭缝中传播与淬熄,获得了不同速度预混火焰在不同避面温度不同大小狭缝间距中传播的淬熄距离,研究了预混火焰传播速度、狭缝间距、壁面温度与淬熄长度之间的关系式,并对甲烷/空气、丙烷/空气预混火焰的淬熄特性进行了比较.     

弯管对阻火器管网内火焰传播过程影响的数值模拟研究

针对乙烯-空气爆燃火焰在弯管阻火器中的传播与淬熄过程进行了数值模拟研究,采用了标准模型来描述爆炸中出现的湍流,选用EBU-Arrhenius燃烧模型来描述燃烧过程中湍流燃烧速率的变化,采用PISO算法对速度和压力耦合方程组进行解耦。模拟结果显示,在经过弯管时,火焰传播振荡加速,速度最高值达到43m/s。随后火焰传播速度逐渐减小,在到达阻火单元附近时产生了淬熄现象,火焰传播速度趋近于0 m/s。     

化工厂管道阻火器的应用

介绍化工厂管道阻火器的特点，应用范围，性能，选型和注意事项。     

化工装置爆燃、爆轰阻火器的选择

提出根据气体和气体混合物易燃性、易爆性确定阻火器类型,即:仅易燃的气体(含蒸气,以下类同)及气体混合物选择爆燃阻火器;易爆炸但在爆燃距离范围内的气体及气体混合物选择爆燃阻火器;易爆炸且在爆燃距离范围外的气体及气体混合物选择爆轰阻火器.给出了各种易燃易爆气体和其他混合气体(含惰性气体或氧气等)的易燃性、易爆性和非易燃性计...     

开口率对置障管道火焰传播特性影响模拟

为了揭示开口率对置障管道内可燃气体火焰传播特性的影响,在80 mm×80 mm×500 mm的置障管道中通过改变管道末端开口率,基于计算流体动力学(CFD)软件,采用Zimont燃烧模型,开展丙烷预混气体爆炸特性的大涡模拟研究。结果表明:置障管道的末端开口对火焰传播速度具有促进作用,火焰传播速度峰值随开口率的增大而增加;障碍物的存在导致管内产生涡团,且阻塞率越大,涡团规模越大,湍流程度增加,从而加快了火焰传播速度。管道中的峰值压力随开口率的增大而减小,开口率为6.25%时阻塞率为0、0.5、0.7置障管道内的峰值压力分别为0.069 4、 0.236 7、0.210 7 MPa,而开口率为64%时则各置障管道峰值压力分别降为0.001 6、0.005 2、0.004 2 MPa,并且开口率越大、阻塞率越大的管道内的压力波动越明显。管道在开口状态下,障碍物阻塞率是影响火焰传播速度的主要因素,管内峰值压力随阻塞率增大呈先增大后减小的变化规律。     

微通道内火焰传播的研究进展

微燃烧器与阻火器淬火单元均为可燃气体燃烧的微通道,目前对微燃烧器的研究较充分,而对阻火器淬火单元的研究较少. 本工作概述了影响火焰在微通道内传播的因素,指出对各因素的研究还需深入,有利于澄清争议;简述了火焰在微通道内传播的数学模型的研究进展,提出微通道内流体流动流型的判定亟需完善;确定在高速爆轰条件下,阻火器内的流动为湍流;推荐将雷诺应力湍流模型与层流有限速率模型结合进行阻火器内高速爆轰火焰传播的数值模拟,推荐采用以密度为基础的算法进行求解;指出了微通道内火焰传播研究的成果与不足,展望了其发展方向.     

层流预混火焰传播特性概述

理论研究层流预混火焰的传播可以更好地理解燃烧过程 ,为实际应用时有效地控制燃烧过程提供理论依据。本文对层流预混火焰特性及层流火焰传播速度进行归纳 ,对有化学反应和可压缩的层流边界层进行简单的理论分析 ,介绍了层流火焰传播的火焰焰锋结构及与层流火焰传播速度有关的预混气体物理化学参数的关系。     

密闭空间内聚乙烯粉尘爆炸火焰传播特性的实验研究

采用竖直、可视粉尘爆炸火焰传播实验平台,结合粒子图像测速PIV技术测得喷粉的冷态流场分布,研究聚乙烯粉尘在密闭容器内的爆炸火焰传播特性,探讨火焰结构与锋面位置的动态变化、火焰传播速度等参数的变化规律。结果表明,在200～1000 g/m³浓度范围内,低浓度聚乙烯粉尘爆炸火焰呈不连续片羽状结构,火焰锋面呈离散的星点状。粉尘浓度增加,火焰连续性及亮度增强,锋面呈齿状,并在400 g/m³火焰最明亮,火焰平均传播速度均随粉尘浓度的增加先增大后减小。采用均方根湍流速度量化体系整体脉动幅度,浓度接近最佳爆炸浓度400 g/m³时,均方根湍流速度为3.21 m/s。     

密闭空间内聚乙烯粉尘爆炸火焰传播特性的实验研究

采用竖直、可视粉尘爆炸火焰传播实验平台,结合粒子图像测速PIV技术测得喷粉的冷态流场分布,研究聚乙烯粉尘在密闭容器内的爆炸火焰传播特性,探讨火焰结构与锋面位置的动态变化、火焰传播速度等参数的变化规律。结果表明,在200～1000 g/m~3浓度范围内,低浓度聚乙烯粉尘爆炸火焰呈不连续片羽状结构,火焰锋面呈离散的星点状。粉尘浓度增加,火焰连续性及亮度增强,锋面呈齿状,并在400 g/m~3火焰最明亮,火焰平均传播速度均随粉尘浓度的增加先增大后减小。采用均方根湍流速度量化体系整体脉动幅度,浓度接近最佳爆炸浓度400 g/m~3时,均方根湍流速度为3.21 m/s。关键词:密闭空间;粉体;湍流;爆炸;火焰结构;火焰传播速度     

浅谈油气管道阻火器的设计选型

随着我国石油化工产业的高速发展,阻火器的使用需求也越来越大。阻火器是石油化工领域中使用十分普遍的管道器材,油气管道阻火器的选材和使用直接与石油化工作业生产的安全性密切相关,阻火器的选用和设计一直以来都是极其重要的一项工作。本文为了促进人们对化工产业中油气管道阻火器的进一步了解,使阻火器能够在石油化工生产作业中得到更好的应用与实施,对油气管道阻火器的设计与选型进行了详细的介绍,从阻火器的原理、设置以及选用原则三个角度来展开论述。     

阻火器在天然气管道中的应用风险及建议

天然气长输管道放空管线主要用于管道检维修、应急事件处置时的天然气放空作业,为确保天然气放空作业的安全开展,当前长输管道设计均在放空火炬(立管)前安装了阻火器,但在实际应用中,因天然气气质、管道施工质量、粉尘等因素的影响,使阻火器在放空作业时产生了较大的安全隐患。因此,结合现场实际,对阻火器在天然气长输管道上的应用问题进行分析,有利于天然气长输管线放空系统的设计优化,有利于降低阻火器给放空作业带来的安全风险。     

气体管道内颗粒物在线检测特性

基于Mie散射理论及热力学原理,分析颗粒物粒径检测过程中粒径通道的穿越现象,揭示了白色光源下颗粒物物性对在线检测结果的影响机制及规律.结果表明,颗粒的吸收性会引起检测粒径发生穿越现象,粒径穿越通道数与颗粒粒径和折射率的实部与虚部密切相关.2种吸收性颗粒(A和B)粒径的在线检测值远小于真实值,且粒径跨越了多个通道.对粒径检测值进行修正,颗粒A和B的中位粒径分别由0.751和1.657μm变成1.668和2.759μm,与SEM测量结果(1.604和2.685μm)的误差均在5%内,验证了颗粒在线检测理论及分析方法的合理性和结果的准确性,同时表明颗粒吸收性对检测结果有较大影响.     

化工装置中管道阻火器的选型和安装

阻火器是化工建设项目中经常用到的管道管件,本文主要针对化工装置的管道阻火器的选用及安装进行探讨,并提出一些建议和注意事项。     

淬熄距离对自反应淬熄法制备Al-Cr2O3系空心陶瓷微珠的影响

以Al-Cr2O3为主反应体系,采用自反应淬熄法,研究了120 mm、170 mm、220 mm、400 mm不同淬熄距离对制备空心陶瓷微珠的影响。采用SEM、XRD、EDS、水淬熄等方法对淬熄产物表征与分析。实验结果表明:120 mm距离下喷射,淬熄产物较原始团聚粉变化不大;170 mm下喷射,团聚粉粒径相对减小并有熔融现象,出现球形颗粒;220 mm下喷射,规则球形颗粒明显增加但仍有一部分不规则状团聚颗粒,400 mm下喷射,淬熄产物基本由球形或类球形颗粒组成,粒径分布较均匀且内部为空心结构。不同淬熄距离下完成自蔓延反应的程度与反应产生的气体是影响空心复相陶瓷微珠形成的根本原因。     

自由堆积多孔介质内预混燃烧火焰传播

为了解多孔介质内预混燃烧火焰前沿的传播特性,对不同化学当量比（=0.7～1.0）的甲烷/空气预混气体在不同孔隙率（ε为0.37和0.42）的多孔介质内的火焰前沿传播特性进行了研究,多孔介质采用3 mm和6 mm直径的Al₂O₃小球在陶瓷管中堆积而成。结果表明,预混气体在多孔介质中能够形成低速燃烧的稳定燃烧波;其火焰传播速度随化学当量比增大而加快,最大的火焰传播速度为3.52×10^-3 cm·s^-1;多孔介质的结构对火焰前沿传播速度影响很大,即使在孔隙率差别不大的情况下,大球堆积而成的多孔介质比小球具有更高的火焰前沿传播速度。     

内置障碍物连通容器内气体爆炸的火焰传播

利用数值模拟方法,建立连通容器气体爆炸模型,模拟内置障碍物条件下的火焰传播过程。分析障碍物不同阻塞率、位置对连通容器气体爆炸的火焰传播、爆炸压力和强度的影响情况。结果表明:当火焰经过障碍物时,障碍物加速了火焰传播,但不同障碍物条件对整个火焰传播过程的影响有差异。     

MgH2粉尘火焰传播过程与热辐射特性

为了探究MgH₂粉尘爆炸火焰传播过程及其热辐射特性,采用改进后的哈特曼管装置对其进行点火实验,通过高速摄像机、热辐射仪和红外热成像仪同步记录MgH₂粉尘的火焰传播、热辐射通量和温度场变化过程。结果表明,点火后MgH₂火焰持续增长形成连续的燃烧区域,达到最大值后开始衰减并出现离散状火焰;粉尘质量浓度在150～1000g/m³范围内,火焰前锋阵面的最大传播高度和最大传播速度随着质量浓度的增大呈现出先增大后减小的规律,均在750g/m³时最大,分别达到1138mm和45m/s;热辐射通量随着粉类质量浓度的增加逐渐增大,在火球正上方的3号热辐射通量最大值达到31.7kW/m²,远高于火球两侧的1号和2号热辐射通量;火焰中心区域温度最高,向四周逐渐降低,高温区集中在火焰上部。