瓦斯爆燃火焰在狭缝中的动态传播及淬熄特性

为研究狭缝对瓦斯爆燃火焰的阻燃机理,在单步不可逆化学反应和EBU-Arrhenius燃烧模型基础上,对不同火焰初始速度和狭缝间距的瓦斯爆燃火焰动态传播规律及淬熄特性进行数值模拟。数值结果表明,在火焰初始速度小于167 m/s且狭缝间距小于1.2 mm条件下,瓦斯爆燃火焰在狭缝中均有可能发生淬熄。淬熄距离与火焰初始速度及狭缝间距有关,即初始火焰速度或狭缝间距越小,淬熄距离将随之减小,火焰越容易被阻燃。实验验证表明,数值模拟结果与实验数据吻合较好,但是当火焰初始速度增大时计算误差随之增大,其原因是由于湍流强度增大使淬熄温度发生变化。     

爆轰火焰在管道阻火器内的传播与淬熄特性

采用数值模拟方法,研究了3种宽度(20、10、5 mm)管道内乙烯/空气预混气体的火焰加速及爆燃转爆轰(DDT)过程。研究发现,管道宽度d越小DDT发生时刻越早,但是DDT发生时的长径比却随d减小而增加。窄管道的边界层内易形成热点而引发DDT,而宽管道内更容易在管道内部引发局部爆炸形成DDT。当d =20 mm时,爆轰波以多头爆轰波传播;d =10 mm时,爆轰波呈单头旋转结构;d =5 mm时,没有出现爆轰胞格结构,只观察到较大的压力脉冲类周期出现,爆轰以1 166~1 822 m/s的速度传播,平均速度为1 380 m/s。

     

防爆格栅结构对火焰淬熄的影响

应用Fluent模拟防爆格栅火焰淬熄情况,并对结构参数和火焰淬熄之间的关系进行定性分析。结果表明,扩张腔直径和平板厚度对火焰淬熄效果有一定的影响,扩张腔角度和长度变化对火焰淬熄效果基本无影响,为防爆格栅的设计及应用提供参考。     

分岔处点火T型管道内瓦斯爆燃火焰传播规律研究

采用自制T型透明分岔管,由分岔处点火并测试瓦斯爆燃火焰阵面在两端完全封闭一端弱封闭的分岔管道内传播过程中的光电信号、离子电流、温度信号、超压信号的变化。结果表明：分岔处点火T型管道内瓦斯爆燃火焰向三个端口传播过程中,表现出层状火焰、振荡火焰、爆燃火焰三种典型状态|火焰向完全封闭的支管和直管右端口分别传播的过程中,速度、离子电流强度均较小(最大1.32m/s、0.024μA),而向直管左侧弱封闭端口方向传播相对较大(最大33.17m/s、0.31μA),均相差一个数量级|各截面测点峰值温度,分岔处1042K＞支管处928K＞直管左侧793K＞直管右侧669K,而峰值超压,支管处0.162MPa＞直管右侧0.135MPa＞直管左侧0.036MPa|爆燃火焰向两个完全封闭端口传播过程中,由于压缩波的负反馈作用产生逆流现象|特别是向支管端口传播过程中,由于分岔壁面的存在,在压缩波负反馈和高温气体产物正反馈的共同作用下,火焰又呈现出振荡前行的状态。     

管道内瓦斯爆炸变点火能系统构建与爆炸初期火焰三维分析

为了更好研究不同点火能量下瓦斯爆炸初期光学特征,为瓦斯爆炸的快速抑爆积累经验数据,实验从瓦斯爆炸点火能量出发,构建稳定可靠的变点火实验平台,并利用强弱2种比较极端的点火能量来引爆管道瓦斯,然后利用高速摄影仪进行拍摄,通过MATLAB软件分析高速摄影仪所捕获的照片,最终得到了不同点火能作用下瓦斯爆炸初期光学特性三维规律,指出强弱点火能作用下瓦斯爆炸初期反应都存在3个阶段,弱点火存在瓦斯爆炸低速反应阶段,快速增加阶段,稳定发展阶段,强点火存在瓦斯爆炸反应速率急速衰减阶段,快速增加阶段,稳定发展阶段。