电火源引爆瓦斯的规律和特征研究

发布时间：2017-04-20 00:07

  本文关键词：电火源引爆瓦斯的规律和特征研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着煤矿开采电气化程度的提高，各类电火源在井下大量存在，电火源引发的瓦斯爆炸事故迅速增加。因此，本文重点研究电火源引燃煤矿瓦斯爆炸的机理和特性，为瓦斯爆炸事故防治、勘察和救援等工作提供了重要的理论和技术支持。 本文在理论分析的基础上，结合实验研究的方法，对电火源点火能量和瓦斯浓度对瓦斯爆炸特性之间的相互影响进行了研究分析。 根据电容器放电原理构建了可变点火能的实验平台，用示波器法测得了电火花的点火能量，发现实际点火能量是远远大于瓦斯爆炸的最低点火能0.28mJ的。对充电电压、电极间隙对火花能量的影响效应进行了分析，得到：充电电压越大，，点火能量越高。电极间隙有一个最佳值，在最佳间隙下的点火能量最低，超过最佳间隙，点火能量会随着电极间隙的增大而增大。 最后，利用华北科技学院瓦斯爆炸实验室平台，对不同点火能量和瓦斯浓度下的瓦斯爆炸特性进行了实验研究。实验结果分析如下： （1）瓦斯爆炸传播火焰速度随着测点与点火端距离的增加而逐渐增大，在靠近出口附近达到最大值。在管道长径比一定时，点火能量和瓦斯浓度与火焰传播速度均呈不同的二次函数关系变化。 （2）在瓦斯爆炸过程中，压力冲击波在火焰前面，且其传播速度明显高于火焰速度。点火能量与瓦斯爆炸压力峰值和爆炸压力峰值上升速率呈对数函数关系，点火能量越大，爆炸强度越强，反应时间越短，则爆炸压力峰值越大，爆炸压力峰值上升速率越快。但是随着点火能量进一步增大，压力峰值和压力峰值上升速率上升的幅度越来越慢。 （3）瓦斯浓度与爆炸压力峰值和压力峰值上升速率呈二次函数关系，在浓度为9.5%时爆炸强度最高，爆炸的压力峰值和压力峰值上升速率都最大。
【关键词】：电火源 链式反应 点火能量 火焰速度 瓦斯爆炸压力
【学位授予单位】：华北科技学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD712.7
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目录8-10
• Contents10-12
• 图清单12-15
• 表清单15-16
• 变量注释表16-17
• 1 绪论17-28
• 1.1 选题背景及研究意义17-19
• 1.2 国内外研究现状19-25
• 1.3 研究内容及技术路线25-27
• 1.4 本章小结27-28
• 2 瓦斯爆炸点火的理论分析28-40
• 2.1 瓦斯爆炸的条件28-29
• 2.2 瓦斯爆炸点火机理29-32
• 2.3 瓦斯爆炸点火的热力学特征32-35
• 2.4 瓦斯爆炸表征参数35-37
• 2.5 电火花能量影响因素37-38
• 2.6 瓦斯爆炸传播的基本规律38-39
• 2.7 本章小结39-40
• 3 瓦斯爆炸点火实验系统40-57
• 3.1 爆炸实验系统40-47
• 3.2 点火系统设计47-55
• 3.3 实验方案55-56
• 3.4 本章小结56-57
• 4 实验结果分析57-74
• 4.1 瓦斯爆炸火焰传播特征分析57-59
• 4.2 点火能量对瓦斯爆炸火焰传播速度的影响59-62
• 4.3 瓦斯浓度对火焰传播速度的影响62-64
• 4.4 瓦斯爆炸压力冲击波的传播特性64-66
• 4.5 点火能量对瓦斯爆炸压力的影响66-69
• 4.6 瓦斯浓度对爆炸压力的影响69-72
• 4.7 本章小结72-74
• 5 主要结论和展望74-77
• 5.1 主要结论74-76
• 5.2 展望76-77
• 参考文献77-80
• 作者简历80-82
• 学位论文数据集82

【参考文献】

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本文编号：317452