腔体内置水、粉对瓦斯爆炸冲击波消减机制数值模拟研究

发布时间：2020-08-29 11:05

　　 根据近几年的事故统计,瓦斯爆炸事故在煤矿安全生产中占有很大的比例,并且瓦斯爆炸给人们带来的伤害也是十分残酷的,因此,研究瓦斯爆炸的机理以及冲击波能量的消减对预防煤矿瓦斯爆炸事故的发生至关重要。目前,对瓦斯爆炸的抑制主要分为主动式抑爆和被动式抑爆,而主动式抑爆技术措施存在着灵敏度低、稳定性差以及维护成本较高等缺点,很难在煤矿安全生产中广泛的应用;因此,本文主要利用被动式抑爆措施的原理,利用数值模拟对腔体内置水、粉体的冲击波能量消减情况进行研究,不仅为减轻瓦斯爆炸伤害提供新的理论依据而且还对煤矿产业的发展有着非凡的意义。本文主要借用理论、模拟以及实验研究的方法对内置水、粉的瓦斯爆炸冲击波消减机制进行研究,借助数值模拟对瓦斯爆炸在直管道500*500*200单一腔体、内置水的500*500*200单一腔体、内置粉的500*500*200单一腔体、500*500*200和300*500*200的组合腔体、内置水的500*500*200和300*500*200组合腔体、内置粉的500*500*200和300*500*200组合腔体结构进行数值模拟,发现内置粉的500*500*200和300*500*200组合腔体结构对瓦斯爆炸消波效果相对最佳,对冲击波超压的衰减幅度约为56.7%;同时,本文又借用管径为200mm,长度为34m的大型圆管瓦斯爆炸实验系统对数值模拟进行验证,同时配套同步压力等数据采集系统,开展了系列瓦斯爆炸实验。得出实验结果与瓦斯爆炸在内置ABC干粉的单一空腔结构和组合腔体中的数值模拟结果的变化规律相同,内置ABC干粉的单一空腔结构和组合结构对冲击波峰值超压的衰减幅度分别为35.9%和50.3%,均是内置ABC干粉的组合腔体的消波效果更佳。数值模拟和实验数据以及其规律性的结论可以为瓦斯爆炸的防治提供新的思路,对预防瓦斯的爆炸事故具有着重要的科学价值与现实意义。图41表7参考文献101
【学位单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TD712.7
【部分图文】：

图3两波三区结构

直管道中不同时刻超压分布图

直管道中各测点超压变化图

【参考文献】

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本文编号：2808468