轻烃混合燃气下蜂窝状阻火器的阻火特性研究

发布时间：2020-08-19 09:13

【摘要】：轻烃混空燃气是由气态轻烃与空气混合而成的一种新型燃气,在能源日益短缺的今天扮演着越来越重要的作用。由于其具有易燃易爆的性质,为了防止爆燃事故的发生,在其制备与使用的过程中均需要安装阻火器。为了确定轻烃混空燃气的最佳燃气组成,对比分析不同的混合燃气制备方法,最终采用先气化再混合的制气方法进行实验。实验对不同配比下的轻烃混空燃气的热值与露点进行了测量与统计,并与天然气进行对比。结果发现,当轻烃混空燃气的混空比在1:3至1:4之间时,其燃气热值与露点均能够保持在合理的范围内,这种情况下混合燃气不仅能够保证阻火器的正常使用,而且也能够满足工业生产的需要。根据轻烃混空燃气的性质以及火焰传播条件计算并建立了蜂窝六边形阻火器的几何模型并进行了网格独立性分析。利用Fluent软件在截面边长为1mm、阻火厚度60mm的蜂窝六边形阻火器通道中进行了上述混合燃气的燃烧与淬熄性能模拟,研究了10m/s、30m/s、50m/s三种燃气火焰速度下阻火通道的温度场与浓度场,得出火焰温度随着传播距离的增加而降低的结论,并且燃烧过程中反应物和生成物的变化趋势与温度变化趋势基本一致,随距离的增加反应物逐渐增多而生成物逐渐减少。另一方面,阻火器淬熄火焰的能力也会随着通道直径的扩大以及壁面温度的升高而减弱。此外,模拟了在没有持续能量输入的情况下,预混燃气进行一次点燃后在阻火通道模型中的传播过程,淬熄时间约为0.5ms。本文用过实验以及数值模拟的方法研究了轻烃混空燃气的制备及其在蜂窝六边形阻火器中的传播与淬熄情况,对今后相关阻火器设计以及轻烃混空燃气制造有一定的参考价值。
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ086
【图文】：

最终与火焰传播阵面相遇，这种既包含两种反应波又含有燃烧反应的冲击波，就是爆轰波。爆轰波一般包含下图1-1 所示的三个区域，图中 0 区、1 区、2 区分别为可燃混合气体的初始状态、前驱冲击波通过后的状态以及爆燃波阵面（火焰面）通过后的状态。值就是所谓的爆燃的两波三区结构[5,6]。图 1-1 爆燃的两波三区结构爆轰是气体燃烧爆炸的最高形式，与爆燃波不同，其最显著的特征是反应波的速度大大加快。具体表现为其冲击波不仅包含着燃烧的化学反应而且传播速度是超音速的，

图 1-2 穿越薄层的层流火焰的温度分布称紊流火焰，其定义为当可燃气被点燃时处于湍流流动状态与层流火焰不同的是，湍流火焰在传播时其火焰波形极为不快，其燃烧火焰的锋面作无规律的变化并且锋面区域相对较不但要考虑可燃预混气的化学成分与物理化学性质，而且也态与脉动速度。相比，火焰的湍流特性会使燃烧火焰由长变短，但是火焰锋噪音加大，平滑的火焰锋面逐渐变得粗糙并且伴随剧烈的抖速度加快，这是因为不断抖动的火焰锋面会增加火焰的传热火焰燃烧的化学反应，从而最终使火焰的燃烧和传播速度大流燃烧火焰的传播速度如果需要进一步加快，则需要合适的烧速率会在燃烧锋面经过前方高压流体的时候增加，而刚性流体区域内部的速度梯度增大，当火焰流经大速度梯度的区导致火焰面积的增大与有效燃烧速度提高，即燃烧锋面前后接触面积扩张，最终使火焰的热传递速率加快[9]。

图 1-4 波纹板阻火器结构形式型阻火器：这类火焰抑制器是由若干金属平板平行叠加 0.3~0.7mm 之间，这些狭窄缝隙可以使其中的火焰熄灭，等多种形式，可根据需要进行选取。这种结构稳定性强，间占用率高，也不易于通道流体流动。属型阻火器：其结构与填料塔类似，阻火器内部充满无点是空间利用率高，缺点是流动阻力大，孔隙易堵塞。型阻火器：这类火焰抑制器与平行板型类似，不同的是多细小的缝隙或许多细小的孔眼，与平行板型阻火器类似能够阻止猛烈的爆炸。

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 衣光宇;;燃气调压器的故障及其诊断分析[J];化工管理;2019年16期

2 杨成宇;谭川东;唐家辉;陈浩;夏有强;刘小平;;燃气调压器概念式优化设计[J];内江科技;2018年05期

3 孟祥军;刘宏亮;;燃气调压器研究进展与展望[J];山东工业技术;2017年03期

4 曾旭;;燃气调压器中滚动膜片的应用与设计简述[J];中国设备工程;2017年08期

5 刘旭海;郝学军;;高中压燃气调压器安全预警技术研究[J];煤气与热力;2017年03期

6 吕强;;燃气调压器使用年限的探讨[J];煤气与热力;2009年09期

7 杜龙飞;低低压燃气调压器在高层建筑中的应用[J];机械管理开发;2004年05期

8 一兵;;锅炉专用燃气调压器在京研制成功[J];科技潮;2002年08期

9 ;切断调压一体式燃气调压器的开发和应用[J];城市燃气;2004年03期

10 卓小军,隋昆;利用数据库技术实现燃气调压器的自动选型[J];管道技术与设备;2004年02期

相关会议论文 前2条

1 徐炳胜;;热塑性弹性体在城市燃气调压器中的应用[A];2017中国燃气运营与安全研讨会论文集[C];2017年

2 王启;;欢迎词[A];中国土木工程学会燃气分会应用专业委员会、中国土木工程学会燃气分会燃气供热专业委员会2012年会论文集[C];2012年

相关重要报纸文章 前10条

1 见习记者 胡涛 通讯员 王书峰;燃气改造织密我市安全用气“保障网”[N];新余日报;2017年

2 通讯员 黄恒阳 彭建彬 记者 刘兴华;枣强 建设国家级装备制造业基地[N];河北经济日报;2013年

3 本版撰稿 陈海燕、彭振华;工业强镇这样崛起[N];衡水日报;2008年

4 张书峰 黄恒阳;“2+2”打造枣强可持续发展新格局[N];衡水日报;2005年

5 张书峰 刘子敬;分类对标提升枣强特色产业竞争力[N];衡水日报;2010年

6 张书峰 冯山志;枣强民营特色产业群竞相争雄[N];衡水日报;2006年

7 通讯员　冯山志 张书峰 记者　刘兴华;枣强链式经济拉动15万农民离土转工[N];河北经济日报;2006年

8 策划 黄恒阳 撰稿 彭建彬 李金刚 王志强;解放思想鼓足科学发展干劲 创新驱动助推经济跨越赶超[N];衡水日报;2013年

9 彭建彬;枣强“三驾马车”托起经济发展腾飞梦[N];衡水日报;2014年

10 冯山志 张书峰;枣强12万农民赚钱不离乡[N];河北经济日报;2006年

相关博士学位论文 前1条

1 于碧涌;燃气调压器数值模拟与试验研究[D];哈尔滨工业大学;2007年

相关硕士学位论文 前10条

1 史冬雨;轻烃混合燃气下蜂窝状阻火器的阻火特性研究[D];西安石油大学;2019年

2 黄金明;RTJ-50/4.0ZL型燃气调压器气动噪声特性及其降噪研究[D];西南石油大学;2018年

3 刘力宁;中低压燃气调压器故障自诊断技术优化与测试[D];北京建筑大学;2019年

4 闵行博;高中压燃气调压器多变量预警系统优化与应用[D];北京建筑大学;2019年

5 章富成;燃气设备故障诊断及寿命预测[D];北京建筑大学;2018年

6 崔金玉;高中压燃气调压器故障特征研究与安全预警应用[D];北京建筑大学;2018年

7 郭云瑞;CT燃气公司发展战略研究[D];石家庄铁道大学;2018年

8 马天明;大口径燃气调压器性能测试装置的设计[D];中国计量大学;2017年

9 张晓帆;燃气电动调压系统的神经网络自适应控制方法研究[D];重庆大学;2018年

10 薛钦枥;供热锅炉用燃气调压器故障诊断预警技术研究[D];北京建筑大学;2018年

本文编号：2796906