ABC抑爆粉剂对管道内瓦斯爆炸传播抑制的实验研究

发布时间：2017-10-27 03:03

  本文关键词：ABC抑爆粉剂对管道内瓦斯爆炸传播抑制的实验研究

  更多相关文章： 瓦斯爆炸 火焰传播 压力峰值 爆炸抑制 ABC干粉抑爆剂

【摘要】：瓦斯爆炸事故极易造成群死群伤和重大财产损失,已经成为影响我国煤矿安全生产的最大隐患之一。随着我国低浓度瓦斯抽采量的增加,在长距离管道输送利用过程中也存在着严重的安全隐患。因此需要掌握瓦斯爆炸传播的变化规律,并对其抑爆技术展开相应研究,以控制瓦斯爆炸的灾害范围。本文运用理论分析与实验研究的方法,对ABC干粉灭火剂抑制瓦斯爆炸传播进行了系统深入的研究。在断面直径500mmm的爆炸管道实验系统上进行了系列瓦斯爆炸传播实验,对爆炸火焰与冲击波的时空演化特点进行了详细分析,并对管道内压力波与火焰面的空间关系进行了初步探讨。实验结果表明：爆炸压力峰值与传播距离呈二次函数关系变化,距离爆源点越近的位置爆炸压力峰值呈现时间越晚。火焰到达时间与其传播距离接近二次多项式变化规律,建立了火焰瞬时速度与传播距离之间的耦合关系式,发现火焰平均传播速度与火焰瞬时传播速度都随火焰传播距离的增大而不断加快,火焰瞬时传播速度的增长幅度随传播距离的加长逐渐变大。压力波与火焰面在爆炸初期存在相互重叠的部分,随传播的进行二者的时间间隔与空间距离都逐渐增大。借助自动喷粉抑爆装置进行了瓦斯爆炸传播的系列抑爆实验,对瓦斯爆炸抑制效果的影响因素及不同面密度抑爆剂作用下的抑爆效果展开了分析,并初步探讨了爆炸火焰与冲击波的正反馈作用机制。实验结果表明：抑爆装置的火焰传感器与抑爆器的最小安装距离为20m。相同条件下,抑爆器的分散式布置较集中式布置、抑爆剂的迎面喷射较垂直喷射效果更好,抑爆剂用量对瓦斯爆炸传播的抑制效果起着决定性的作用。只有抑爆剂面密度大于临界值时,爆炸火焰播才能被完全抑制,本文实验中的临界面密度为40.8kg/m2。ABC超细干粉灭火剂对爆炸火焰的拦截作用较对冲击波压力的衰减作用更显著,实验中火焰速度与冲击波压力的下降幅度最高分别为100%、57.6%。论文研究得到的大量试验数据及一些规律性结论为低浓度瓦斯输送过程中各种抑爆设备的安装位置选择提供了理论依据,为主动抑爆技术与防护装备的研制及其工程应用提供了重要的数据参考与技术支撑。
【关键词】：瓦斯爆炸 火焰传播 压力峰值 爆炸抑制 ABC干粉抑爆剂
【学位授予单位】：煤炭科学研究总院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD712.7
【目录】：

• 中文摘要4-5
• 英文摘要5-10
• 1 绪论10-17
• 1.1 研究背景与意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.2.1 瓦斯爆炸火焰及冲击波传播规律研究11-13
• 1.2.2 抑爆粉剂对瓦斯爆炸传播的影响研究13-14
• 1.2.3 目前研究存在的不足14-15
• 1.3 研究内容和技术路线15-17
• 1.3.1 研究内容15
• 1.3.2 技术路线15-17
• 2 抑爆剂抑制瓦斯爆炸传播机理分析17-25
• 2.1 瓦斯爆炸传播物理机制17-20
• 2.1.1 爆炸火焰的传播17-18
• 2.1.2 爆炸冲击波的传播18
• 2.1.3 爆炸火焰与冲击波的相互作用18-20
• 2.2 抑爆剂粉体特性20-22
• 2.2.1 超细干粉灭火剂的基本特性20-21
• 2.2.2 超细粉体的独特效应21-22
• 2.3 粉体抑爆机理22-23
• 2.4 本章小结23-25
• 3 管道内瓦斯爆炸传播规律实验研究25-44
• 3.1 实验系统25-28
• 3.1.1 爆炸管道25-26
• 3.1.2 测量设备26-27
• 3.1.3 点火装置27
• 3.1.4 配气循环装置27-28
• 3.2 试验方案设计28-30
• 3.2.1 测点布置28-29
• 3.2.2 试验工况29-30
• 3.2.3 试验方法30
• 3.3. 管道内瓦斯爆炸冲击波传播规律研究30-34
• 3.3.1 爆炸压力峰值沿管道传播规律分析30-33
• 3.3.2 压力峰值呈现时间变化特点33-34
• 3.4 管道内瓦斯爆炸火焰传播规律研究34-40
• 3.4.1 火焰传播距离与时间耦合关系35-36
• 3.4.2 火焰平均传播速度36-38
• 3.4.3 火焰瞬时传播速度38-40
• 3.5 管道内压力波与火焰面的空间关系40-43
• 3.6 本章小结43-44
• 4 管道内瓦斯爆炸传播抑制实验研究44-62
• 4.1 抑爆实验装置简介44-47
• 4.1.1 结构组成44-45
• 4.1.2 工作原理45-47
• 4.2 实验方法及实验工况47-48
• 4.2.1 实验方法47
• 4.2.2 实验工况47-48
• 4.3 瓦斯爆炸抑制效果的影响因素48-51
• 4.3.1 抑爆剂喷射方式对抑爆效果的影响48-49
• 4.3.2 抑爆器布置方式对抑爆效果的影响49-50
• 4.3.3 抑爆剂用量对抑爆效果的影响50-51
• 4.4 ABC干粉灭火剂的抑爆效果分析51-60
• 4.4.1 不同面密度对瓦斯爆炸传播的抑制效果分析51-56
• 4.4.2 ABC干粉的抑爆机理分析56-57
• 4.4.3 爆炸火焰与冲击波的正反馈作用机制57-60
• 4.5 本章小结60-62
• 5 结论与展望62-64
• 5.1 主要结论62-63
• 5.2 本文的创新之处63
• 5.3 下一步工作展望63-64
• 参考文献64-69
• 致谢69-70
• 附录70

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本文编号：1101611