点火位置对氢气/甲烷/空气预混气体爆燃特性的影响

为研究不同点火位置下氢气/甲烷/空气预混气体的爆燃特性,改变点火位置IP和氢气添加比例φ,在100 mm×100 mm×1000 mm方形透明管道实验平台上开展爆燃实验。实验结果表明：火焰结构向泄爆端和封闭端传播时受点火位置和氢气添加比例的控制,当火焰向泄爆端传播时,郁金香火焰的形成因素由IP主导,当火焰向封闭端传播时,IP及φ共同作用于郁金香火焰的形成;IP和φ对火焰前锋演化的作用模式可以分为3类;当混合气体中φ小于0.25时,氢气添加对火焰传播速度的影响不明显;当φ不超过0.75时,仅当IP位于管道中后部时,超压出现周期性振荡,且点火位置距泄爆端越近,振荡时间越长;当为纯氢爆炸时,不同点火位置下压力振荡消失且到达最大压力峰值的时间基本一致;当φ不同时,最大压力峰值随点火位置的变化规律不同。     

浓度和点火位置对氢气-空气预混气爆燃特性影响

开展了氢气-空气预混气在透明方管内的爆燃实验研究,分析在一端开口一端封闭的狭长空间内,浓度和点火位置对氢气-空气预混气爆燃特性的影响。实验结果表明:氢气浓度和点火位置对火焰锋面结构以及发展有重要影响;各当量比条件下,均在距封闭端100 mm位置点火时反应最为迅速;在极贫燃或极富燃条件下,点火位置对火焰发展影响更大。氢气浓度与点火位置共同作用于压力波形,以距封闭端300 mm点火位置为界,分别在管道前后两段点火时,不同当量比条件下超压波形呈现复杂变化。超压峰值对氢气浓度具有极强依赖性,并且浓度对爆燃超压的影响程度远大于点火位置;在各点火位置下,均在Φ=1.25时获得最大超压;最大超压对应的点火位置取决于当量比。     

点火位置对氢气/甲烷/空气预混气体爆燃特性的影响

为研究不同点火位置下氢气/甲烷/空气预混气体的爆燃特性,改变点火位置IP和氢气添加比例φ,在100mm×100 mm×1000 mm方形透明管道实验平台上开展爆燃实验。实验结果表明:火焰结构向泄爆端和封闭端传播时受点火位置和氢气添加比例的控制,当火焰向泄爆端传播时,郁金香火焰的形成因素由IP主导,当火焰向封闭端传播时,IP及φ共同作用于郁金香火焰的形成;IP和φ对火焰前锋演化的作用模式可以分为3类;当混合气体中φ小于0.25时,氢气添加对火焰传播速度的影响不明显;当φ不超过0.75时,仅当IP位于管道中后部时,超压出现周期性振荡,且点火位置距泄爆端越近,振荡时间越长;当为纯氢爆炸时,不同点火位置下压力振荡消失且到达最大压力峰值的时间基本一致;当φ不同时,最大压力峰值随点火位置的变化规律不同。     

点火源位置对甲烷-空气爆燃超压特征的影响

开展了化学恰当比φ = 1甲烷-空气预混气在透明方形管道内的爆燃实验研究,改变点火源位置,分析在管道一端闭口一端开口条件下,点火源位置对甲烷-空气预混气爆燃超压特征的影响。实验结果表明:当点火源与闭口端之间距离较小时,时间-超压曲线不发生振荡,随着点火源相对于闭口端距离的增加,超压分别呈微弱等幅振荡、振幅指数增长的振荡,且最大超压峰值随之增加;超压波形与火焰瞬态结构存在密切关联,振荡波形超压峰值的极值点总是位于火焰位置的极值点;当超压发生振荡时,振幅指数增长阶段的振荡周期随时间线性减小,振荡周期与未燃气气柱长度呈现较好相关性;超压振荡的原因在于,泄爆口侧的火焰前沿触发了超压振荡,闭口侧火焰前沿与声波(压力波)在未燃气气柱中相互作用放大了超压振荡。     

泄爆条件对预混H2/空气燃爆特性影响的数值模拟

为研究泄爆口处破膜压力对管道内可燃气体燃爆特性的影响,基于大涡模拟（LES）和Zimont燃烧模型,在泄爆口不同破膜压力条件下（0.1MPa、0.3MPa、0.5MPa、0.7MPa）,对预混H₂/空气燃爆过程开展三维数值模拟。结果表明：在大长径比管道内,由于管壁作用、声波震荡作用及火焰的不稳定性,各工况条件下火焰传播速度曲线存在3个波峰、2个波谷;除破膜压力为0.1MPa工况外,泄爆口开启产生减速效应,使各工况条件下的火焰传播速度相比于密闭管道均下降;各工况的管内压力在泄爆口开启后整体呈下降趋势,且泄爆口的破膜压力越小,管内压力峰值越小;对比密闭管道,各工况的压力上升速率均有不同程度的降低,爆炸强度减弱,破膜压力为0.3MPa时,压力上升速率的下降幅度最大,泄爆效果最好。     

点火位置对乳胶泡沫水平火蔓延规律的影响

为研究点火位置对乳胶泡沫材料水平方向火蔓延规律的影响。搭建小尺寸实验平台,在距离材料中心点0（x1）、3.54 cm（x2）、7.08 cm（x3）、10.62 cm（x4）、14.16 cm（x5）、17.70 cm（x6）位置处点火,研究了试样表面温度、质量损失、火焰高度、火蔓延速度等特性参数的变化规律。结果表明,随着点火位置由材料中心点向边缘点移动,平均火蔓延速度分别为0.24、0.23、0.19、0.31、0.42、0.51 cm·s^-1,呈现先减小后增大的规律;x3点火位置时的平均火焰高度较低,燃烧时间较长,平均质量损失速率较低,主要与火蔓延过程中的热量传递方式有关。研究结果显示了乳胶泡沫的火蔓延过程,得到了点火位置对火蔓延的影响规律。     

点火方式对受限空间油气爆燃规律的影响

通过可视化和数据分析方法,针对电火花、突遇高温热壁、直接加热热源和持续加热热壁4种常见的点火方式,对油气在受限空间的整个爆燃过程进行了对比分析。不同点火方式下油气爆燃的起燃条件、起燃速度、火焰结构、火焰颜色存在很大的区别,并进行了细节分析。尽管油气在受限空间的爆燃过程都呈现出4个阶段,但火焰颜色、持续时间对不同的点火方式是不同的。通过对最大爆炸超压和超压典型曲线的分析,最大爆炸超压由大到小的点火方式依次是突遇高温热壁、电火花、直接加热热源和持续加热热壁,并分析了受限空间中超压曲线的典型特征。     

障碍物位置和油气浓度对油气泄压爆炸特性影响

为研究障碍物位置和油气浓度对油气爆炸特性影响,选取1.3%（低）、1.7%（危险浓度）和2.1%（高）三种初始浓度,进行了多工况油气泄压爆炸对比实验,主要结果为：（1）泄压爆炸超压曲线存在三个典型峰值,其中,泄压峰值p_v大小与障碍物位置无关,负压峰值p_neg的最大绝对值在障碍物与点火头的无量纲距离L_i/L=0.4取得;最大超压峰值p_max最大值在L_i/L=0.4取得（1.7%和2.1%工况）,而1.3%工况在L_i/L=0.6取得;（2）平均升压速率（dp/dt）_ave、爆炸威力指数E_max、最大升压速率（dp/dt）_max和最大爆炸指数K_max的最大值均在L_i/L=0.4取得;（3）在传播初期,火焰呈现较规则的“指尖形”形状,受障碍物扰动后,火焰锋面产生不规则变形,并在管道外部形成“蘑菇状”火焰,当L_i/L=0.2时,“蘑菇状”火焰最明显;（4）最大火焰传播速度S_fmax在L_i/L=0.2取得,并随着L_i/L从0.2升至0.8时,单调递减。上述观测结果表明,障碍物位置和油气浓度对内置障碍物管道中油气爆炸特征参数均具有影响。     

铝热剂对双基推进剂激光点火特性的影响

用纳米及微米铝粉、纳米氧化铅、纳米氧化铜和纳米三氧化二铋为原料,采用超声分散复合的方法,制备了铝热剂AI/PbO、Al/CuO和Al/Bi2O3.采用XRD、SEM-EDS和FTIR对原料和产物的物相、组成、形貌和结构进行表征;采用CO2激光点火实验方法,研究了含不同铝热剂双基(MIC-DB)推进剂在不同热流密度下的点...     

不同气氛对铝粉点火燃烧特性的影响分析

为了研究流化气体对粉末推进剂点火燃烧性能的提高作用,采用CO_2激光点火器和光纤光谱仪相结合的实验方法,研究了不同气氛条件下Al粉的点火燃烧特性。采用光谱信号拟合测温法计算了Al粉在不同气氛环境中的点火温度。结果表明,常压环境下,粒径1μm的Al粉在N_2O和空气氛围下的点火延迟时间分别为10ms和359ms,从点火成功过渡到全面燃烧的时间分别为829ms和1 579ms,说明Al粉在N2O环境中点火阶段的表面异相反应速率与燃烧阶段的反应速率均快于在空气中;粉径1μm的Al粉在N2O和空气环境下的点火温度分别为1 550~1 650K和1 450~1 500K,两者相近,但都明显低于毫米级Al粉的点火温度(2 300K),说明Al粉的点火温度受粒径影响较大。     

含硫天然气井放喷气体点火位置的确定

为了及时、可靠地点燃含硫天然气井的放喷气体,根据中石化南方公司天然气井生产实际,对井场中原有的放喷装置进行了改进,并以计算流体力学理论为基础,建立优化后的放喷装置数学模型,借助FLUENT软件,模拟了天然气放喷后放喷池内的流场与浓度场,结合现场的多次试验对模拟结果进行修正,最后确定了天然气有效点火位置的范围,为点火设备的建设提供了理论和技术支持。     

铝/乙醇基纳米浆体燃料的着火燃烧特性研究

为了明确纳米铝粉从低浓度到高浓度变化对液体碳氢燃料着火燃烧特性的影响,采用液滴悬挂法研究了不同温度下(700~800℃)乙醇液滴和添加不同浓度(2.5wt%, 10wt%, 15wt%和20wt%)纳米铝粉的铝/乙醇基纳米浆体燃料液滴的着火燃烧特性。利用高速摄影系统捕捉了液滴整个燃烧过程,分析了其液滴寿命。通过热电偶对液滴附近气相温度的测量,获得了其着火性能参数。结果表明,添加纳米铝粉可以改善乙醇液滴的着火性能。不同铝粉浓度改善效果不同,低浓度时效果较好,着火延迟时间显著缩短,点火温度明显降低。随温度升高,乙醇及添加纳米铝粉的铝/乙醇基纳米浆体燃料液滴着火延迟时间及着火温度均明显降低。纳米铝粉(S2)对乙醇(S1)着火延迟时间和液滴寿命的降幅在750℃最大,其降幅分别达42.20%和18.43%。纳米铝粉(S3)着火温度降低,其最大降低幅度也出现在750℃,相对于乙醇(S1)降低幅度达28.57%。一定铝粉浓度范围内,液滴微爆炸程度和微爆炸时长随铝粉浓度升高而增大,但铝粉浓度超过10wt%后趋势变得平稳。     

氯化氢合成炉点火方式的改进

介绍了氯化氢合成工艺优化前后主物料流程,分析了优化后点火方式的优点。     

氢气锅炉点火控制分析

介绍了氢气锅炉的基本组成,深入阐述了锅炉点火控制系统各部分原理,并根据该装置在实际运行中暴露出来的问题进行了设计缺陷分析,提出了相应的解决方法。     

Effect of trimethylphosphate additives on the flammability concentration limits of premixed methane-air mixtures

The effect of small additives of trimethylphosphate (TMP) on the lean and rich flammability concentration limits of CH₄/air gas mixtures were studied using an opposed-flow burner and numerical modeling based on detailed kinetic mechanisms. TMP was found to narrow the flammability concentration limits of premixed CH₄/air mixtures. Modeling using a previously developed model for flame inhibition by phosphorus compounds showed that the model provides a satisfactory fit to experimental results on the effect of TMP additives on the lean concentration limit. __________ Translated from Fizika Goreniya i Vzryva, Vol. 44, No. 1, pp. 12–21, January–February, 2008.     

KF对微米铝粉在水蒸气中着火燃烧特性的影响

为改善微米铝粉在水蒸气中的着火特性和燃烧效率,采用自行设计的管式炉实验平台研究了KF对30 ?m铝粉在1000℃水蒸气中着火燃烧特性的影响。用高速摄影系统记录了样品着火燃烧过程,并通过X射线衍射、扫描电镜技术和化学分析方法分析了产物组分、形貌和燃烧效率。结果表明,加入KF可显著降低30 ?m铝粉的点火延迟时间,与加入5wt% (0.003 g) KF相比,加入15wt% (0.009 g) KF后,样品的点火延迟时间减少了47.58 s;微米铝粉在1000℃水蒸气中不能着火,加入KF后能着火,这是因为KF与水蒸气反应生成KOH,KOH与Al2O3反应会破坏铝粉的氧化壳,加快铝与水蒸气的反应,促进铝粉着火。随KF加入量提高,样品的燃烧效率显著上升,最高为82.24%,比未添加KF样品的燃烧效率提升了38.75%。提高KF加入量,可产生更多的KOH,对氧化壳的破坏效果更显著,进一步促进铝与水蒸气反应,提高铝粉燃烧效率。