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带管道连接的空间中悬浮铝粉尘爆轰波传播数值模拟

发布时间:2018-09-04 17:34
【摘要】:为研究悬浮铝粉尘爆轰及效应的问题,采用两相流模型数值研究了铝粉尘与空气当量比为1时,浓度0.304 kg·m~(-3),铝颗粒半径为2.0μm,悬浮铝粉尘爆轰波在通过管道连接的空间内的发展传播过程,用数值模拟得到了爆轰波的点火起爆及爆轰波传播、反射和绕射过程的压力、温度分布。结果表明,在模拟区域左侧的密闭空间中,爆轰波与壁面产生反射形成6.5 MPa局部高压区,而爆轰波与两壁产生的反射波的相互作用会形成18 MPa的局部高压区。爆轰波能通过绕射传播进入管道内,并在接近管道出口处速度能到达1571 m·s~(-1),压力能达到2.85 MPa,接近稳定传播状态。爆轰波通过绕射传播进入右侧空间中,在管道出口处绕射形成对称低压低密度区域,爆轰波压力和爆速下降,在右侧空间内继续传播。计算区域内的爆轰波后大部分区域温度保持在3400 K以上。
[Abstract]:In order to study the detonation and effect of suspended aluminum dust, the two-phase flow model was used to numerically study the ratio of aluminum dust to air equivalent of 1. With the concentration of 0.304 kg m ~ (-3) and the radius of aluminum particles being 2.0 渭 m, the propagation process of detonation wave of suspended aluminum dust in the space connected by pipeline is studied. The pressure and temperature distribution of ignition initiation, propagation of detonation wave, reflection and diffraction of detonation wave are obtained by numerical simulation. The results show that in the confined space to the left of the simulated region, the local high pressure region of 6.5 MPa is formed by the reflection of detonation wave with the wall, while the interaction between detonation wave and the reflected wave generated by the two walls will form a local high pressure region of 18 MPa. The detonation wave can propagate through diffraction into the pipeline, and the velocity near the outlet of the pipeline can reach 1571 Ms ~ (-1), and the pressure can reach 2.85 MPa, close to the steady state of propagation. The detonation wave propagates through the diffraction into the space on the right side and forms a symmetrical low pressure low density region at the outlet of the pipeline. The detonation wave pressure and detonation velocity decrease and continue to propagate in the right side space. After the detonation wave in the calculated region, the temperature of most of the region remains above 3400 K.
【作者单位】: 北京理工大学机电学院;北京应用物理与计算数学研究所;
【基金】:国防基础科研计划(B1520132012)
【分类号】:O382;X932

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