激波诱导瓦斯气体燃烧的实验研究
发布时间：2021-04-24 05:35
瓦斯是在古代植物在漫长的地质年代里经过复杂地质变化过程中产生出来的可燃气体，在世界范围内其储量巨大。由于其自身易燃易爆特性，瓦斯作为采煤业主要的危险源之一，时常发生燃烧或爆炸事故，对矿山安全生产造成极大威胁。近年来，随着能源供应的紧张，以瓦斯为代表的非常规天然气受到越来越多的重视。然而，由于煤层气和天然气资源分布地区与主要消费地区之间的地理差异，导致其必须经过运输后，才能够被消费和利用。随着市场对天然气需求量的不断扩大，管道运输压力和高压储罐的最大存储压力也不断提高。一旦由于某种原因发生泄漏，高压状态下的可燃气体在喷射过程中产生的激波有可能在特定条件下诱导可燃气体发生燃烧或者爆炸。因此，有必要对高压可燃气体泄露过程中由于冲击波引起的燃烧现象进行研究，尤其是瓦斯和天然气的主要成分甲烷受到激波诱导而发生燃烧的现象进行研究，为非常规天然气的安全开采和利用提供理论依据和技术指导。本文在理想状态下，根据相关理论，推导出激波关系式，并与激波管技术相结合，建立实验模型。搭建了以激波管为核心的高压瓦斯泄漏燃烧实验平台，其主要包括配气系统、激波管系统以及数据测量与采集系统等。在不同的工况下开展了一系列的...
【文章来源】：河南理工大学河南省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
目录
1 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 高压输气管道泄漏的研究
1.2.2 激波诱导固体粉尘燃烧的研究
1.2.3 激波诱导可燃气体燃烧的研究
1.3 提出问题
1.4 本文研究目标与内容
1.4.1 研究目标
1.4.2 研究内容
1.5 技术路线
2 激波理论
2.1 基本概念
2.2 管道内形成激波过程的描述
2.3 激波基本关系式的建立
2.4 本章小结
3 激波诱导瓦斯气体燃烧实验系统设计
3.1 实验模型的理论基础
3.2 实验装置的设计
3.2.1 实验配气系统
3.2.2 激波管系统
3.2.3 数据采集系统
3.2.4 高速摄像仪系统
3.2.5 传感器
3.2.6 同步时序控制器
3.3 实验方法
3.4 实验过程与步骤
3.5 本章小结
4 激波诱导瓦斯气体燃烧实验与结果分析
4.1 激波诱导瓦斯燃烧现象研究
4.2 泄放管道直径对瓦斯燃烧影响的实验研究
4.2.1 不同泄放管道直径对激波传播规律的影响
4.2.2 不同泄放管道直径对燃烧规律的影响
4.3 泄放管道截面形状对瓦斯燃烧影响的实验研究
4.3.1 不同泄放管道截面形状对激波传播规律的影响
4.3.2 不同泄放管道截面形状对燃烧规律的影响
4.4 掺入氢气对瓦斯燃烧影响的实验研究
4.4.1 掺氢对激波传播规律的影响
4.4.2 掺氢对燃烧规律的影响
4.5 激波诱导下瓦斯燃烧规律的机理阐述
4.6 本章小结
5 结论
5.1 结论
5.2 创新点
5.3 存在的问题与展望
参考文献
作者简历
学术论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤矿区煤层气开发技术现状及发展[J]. 王凤林,宋波,邓钧耀. 煤矿安全. 2011(09)
[2]新型天然气运输船现状与展望[J]. 肖丽君,谭越. 中国造船. 2011(S1)
[3]我国天然气供求特点及运输方式研究[J]. 亓涛. 中国物流与采购. 2011(14)
[4]浅谈天然气储运技术及应用发展[J]. 孙波浪. 石油和化工设备. 2011(06)
[5]现代储氢技术在天然气运输中的应用[J]. 马东旭,陈宝忠,王兆强. 绿色科技. 2010(10)
[6]中国非常规天然气资源开发与利用[J]. 胡文瑞. 大庆石油学院学报. 2010(05)
[7]瓦斯爆炸诱导沉积煤尘爆炸的数值模拟[J]. 李润之. 爆炸与冲击. 2010(05)
[8]世界非常规天然气的储量及开采现状[J]. 陈会年,张卫东,谢麟元,郭敏. 断块油气田. 2010(04)
[9]采动影响下断层冲击矿压危险性研究[J]. 李志华,窦林名,陈国祥,江衡,杜涛涛. 中国矿业大学学报. 2010(04)
[10]天然气/氢气/空气自燃着火过程的动力学特性[J]. 苟小龙,施万玲,王广军. 重庆大学学报. 2010(06)
博士论文
[1]煤油及其裂解产物自点火现象的初步实验研究[D]. 廖钦.中国科学技术大学 2009
[2]基于激波管实验平台的甲烷燃烧化学动力学机理研究[D]. 王高峰.中国科学技术大学 2008
硕士论文
[1]高压瓦斯泄放自燃实验研究[D]. 赵万里.河南理工大学 2011
[2]障碍物对甲烷—煤粉爆炸强度影响的实验研究[D]. 齐峰.大连理工大学 2008
[3]瓦斯爆炸诱导沉积煤尘爆炸的研究[D]. 李润之.煤炭科学研究总院 2007
本文编号：3156779
【文章来源】：河南理工大学河南省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
目录
1 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 高压输气管道泄漏的研究
1.2.2 激波诱导固体粉尘燃烧的研究
1.2.3 激波诱导可燃气体燃烧的研究
1.3 提出问题
1.4 本文研究目标与内容
1.4.1 研究目标
1.4.2 研究内容
1.5 技术路线
2 激波理论
2.1 基本概念
2.2 管道内形成激波过程的描述
2.3 激波基本关系式的建立
2.4 本章小结
3 激波诱导瓦斯气体燃烧实验系统设计
3.1 实验模型的理论基础
3.2 实验装置的设计
3.2.1 实验配气系统
3.2.2 激波管系统
3.2.3 数据采集系统
3.2.4 高速摄像仪系统
3.2.5 传感器
3.2.6 同步时序控制器
3.3 实验方法
3.4 实验过程与步骤
3.5 本章小结
4 激波诱导瓦斯气体燃烧实验与结果分析
4.1 激波诱导瓦斯燃烧现象研究
4.2 泄放管道直径对瓦斯燃烧影响的实验研究
4.2.1 不同泄放管道直径对激波传播规律的影响
4.2.2 不同泄放管道直径对燃烧规律的影响
4.3 泄放管道截面形状对瓦斯燃烧影响的实验研究
4.3.1 不同泄放管道截面形状对激波传播规律的影响
4.3.2 不同泄放管道截面形状对燃烧规律的影响
4.4 掺入氢气对瓦斯燃烧影响的实验研究
4.4.1 掺氢对激波传播规律的影响
4.4.2 掺氢对燃烧规律的影响
4.5 激波诱导下瓦斯燃烧规律的机理阐述
4.6 本章小结
5 结论
5.1 结论
5.2 创新点
5.3 存在的问题与展望
参考文献
作者简历
学术论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤矿区煤层气开发技术现状及发展[J]. 王凤林,宋波,邓钧耀. 煤矿安全. 2011(09)
[2]新型天然气运输船现状与展望[J]. 肖丽君,谭越. 中国造船. 2011(S1)
[3]我国天然气供求特点及运输方式研究[J]. 亓涛. 中国物流与采购. 2011(14)
[4]浅谈天然气储运技术及应用发展[J]. 孙波浪. 石油和化工设备. 2011(06)
[5]现代储氢技术在天然气运输中的应用[J]. 马东旭,陈宝忠,王兆强. 绿色科技. 2010(10)
[6]中国非常规天然气资源开发与利用[J]. 胡文瑞. 大庆石油学院学报. 2010(05)
[7]瓦斯爆炸诱导沉积煤尘爆炸的数值模拟[J]. 李润之. 爆炸与冲击. 2010(05)
[8]世界非常规天然气的储量及开采现状[J]. 陈会年,张卫东,谢麟元,郭敏. 断块油气田. 2010(04)
[9]采动影响下断层冲击矿压危险性研究[J]. 李志华,窦林名,陈国祥,江衡,杜涛涛. 中国矿业大学学报. 2010(04)
[10]天然气/氢气/空气自燃着火过程的动力学特性[J]. 苟小龙,施万玲,王广军. 重庆大学学报. 2010(06)
博士论文
[1]煤油及其裂解产物自点火现象的初步实验研究[D]. 廖钦.中国科学技术大学 2009
[2]基于激波管实验平台的甲烷燃烧化学动力学机理研究[D]. 王高峰.中国科学技术大学 2008
硕士论文
[1]高压瓦斯泄放自燃实验研究[D]. 赵万里.河南理工大学 2011
[2]障碍物对甲烷—煤粉爆炸强度影响的实验研究[D]. 齐峰.大连理工大学 2008
[3]瓦斯爆炸诱导沉积煤尘爆炸的研究[D]. 李润之.煤炭科学研究总院 2007
本文编号：3156779
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