七氟丙烷抑制甲烷-空气爆炸的实验研究

发布时间：2021-05-16 09:53

　　在工业生产领域,气体爆炸事故频发不断,特别在煤炭开采行业中,瓦斯爆炸事故时有发生,对人民的生命财产安全造成极大威胁。因此,对气体爆炸的防治工作一直是相关学者的研究重点,对更优良抑爆剂探索与开发的脚步从未停止。气体抑爆剂可与可燃物和氧化剂分子形成分子级的混合,因而起到更佳的抑爆效果,而七氟丙烷作为哈龙替代剂的一种,因其具有优良的化学抑制作用,已经受到许多学者的关注。但对七氟丙烷的研究多集中于灭火领域,对于七氟丙烷分别产生增强和抑制效果的工况总结还不够系统,对于七氟丙烷抑制火焰的机理还未形成统一结论。因此,本文对七氟丙烷影响甲烷-空气爆炸的效果开展研究,将实验研究和数值计算相结合,探究了七氟丙烷对气体爆炸的作用规律和抑制机理,具体研究内容如下:（1）搭建了七氟丙烷抑制甲烷-空气爆炸的密闭可视化实验平台,包括密闭爆炸室、配气系统、点火系统和同步控制及数据采集系统,可实现甲烷-空气爆炸火焰传播动态过程图像的高速摄录以及爆炸压力变化过程的高频采集。（2）开展了七氟丙烷影响不同当量比甲烷-空气爆炸的实验研究,考察了在甲烷-空气为贫燃、化学计量浓度和富燃条件下,加入不同浓度七氟丙烷对爆炸火焰传播过程... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：97 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 文献综述
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 气体爆炸抑制技术的研究进展
        1.2.2 七氟丙烷抑爆的研究进展
    1.3 研究内容和技术路线
2 实验系统和实验方案
    2.1 实验装置
        2.1.1 密闭可视化爆炸室
        2.1.2 配气系统
        2.1.3 点火系统
        2.1.4 高速摄像系统
        2.1.5 同步控制及数据采集系统
    2.2 实验方案及流程
3 七氟丙烷抑制甲烷-空气爆炸的实验研究
    3.1 七氟丙烷对爆炸火焰传播过程的影响
        3.1.1 爆炸火焰结构的变化
        3.1.2 火焰传播速率的变化
    3.2 七氟丙烷对爆炸压力的影响
        3.2.1 爆炸超压的变化
        3.2.2 爆炸升压速率的变化
    3.3 七氟丙烷对火焰结构和压力上升关系的影响
    3.4 本章小结
4 七氟丙烷抑制甲烷-空气爆炸的机理研究
    4.1 Chemkin工作原理
        4.1.1 Chemkin软件结构及特点
        4.1.2 敏感性分析原理
        4.1.3 反应速率分析原理
    4.2 七氟丙烷抑制甲烷-空气爆炸的机理分析
        4.2.1 七氟丙烷影响甲烷-空气爆炸的温度敏感性分析
        4.2.2 七氟丙烷影响下甲烷-空气爆炸的关键组分浓度敏感性分析
        4.2.3 七氟丙烷作用于甲烷-空气爆炸时产生氟化氢的分析
        4.2.4 可燃物和抑制剂分解路径的分析
        4.2.5 七氟丙烷对甲烷-空气爆炸的影响机理
    4.3 本章小结
5 惰性气体强化七氟丙烷抑制甲烷-空气爆炸的实验研究
    5.1 氮气强化七氟丙烷抑制作用的实验
        5.1.1 七氟丙烷-氮气对爆炸火焰结构的影响
        5.1.2 七氟丙烷-氮气对爆炸火焰传播速率的影响
        5.1.3 七氟丙烷-氮气对爆炸超压的影响
        5.1.4 七氟丙烷-氮气对升压速率的影响
    5.2 二氧化碳强化七氟丙烷抑制作用的实验
        5.2.1 七氟丙烷-二氧化碳对爆炸火焰结构的影响
        5.2.2 七氟丙烷-二氧化碳对爆炸火焰传播速率的影响
        5.2.3 七氟丙烷-二氧化碳对爆炸超压的影响
        5.2.4 七氟丙烷-二氧化碳对升压速率的影响
    5.3 氮气和二氧化碳增强七氟丙烷抑制效果的对比
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]惰性气体N2/CO2抑制瓦斯爆炸实验研究[J]. 张迎新,吴强,刘传海,江丙友,张保勇.  爆炸与冲击. 2017(05)
[2]2004—2015年全国煤矿事故分析[J]. 孙继平,钱晓红.  工矿自动化. 2016(11)
[3]CO2与C3F7H抑制CH4爆炸对比实验研究[J]. 李润之.  煤矿安全. 2016(10)
[4]七氟丙烷对狭长受限空间油气爆炸抑制实验研究[J]. 魏树旺,蒋新生,何标,徐建楠,袁广强,吕科宗.  中国安全生产科学技术. 2016(07)
[5]氮气、二氧化碳对液化石油气的惰化抑爆研究[J]. 周宁,李海涛,任常兴,袁雄军,史先召.  消防科学与技术. 2016(06)
[6]二氧化碳-超细水雾抑制甲烷爆炸实验研究[J]. 余明高,朱新娜,裴蓓,杨勇.  煤炭学报. 2015(12)
[7]BC粉体抑爆剂改性及抑制甲烷/空气混合物爆炸[J]. 王信群,王婷,徐海顺,杨剑,P.Wolanski.  化工学报. 2015(12)
[8]多元惰气对瓦斯爆炸特性影响的实验研究[J]. 陈金健,胡双启,曹雄.  煤炭技术. 2015(08)
[9]荷电细水雾对管道瓦斯爆炸超压的影响规律研究[J]. 余明高,万少杰,徐永亮,梁栋林.  中国矿业大学学报. 2015(02)
[10]荷电细水雾抑制瓦斯爆炸实验研究[J]. 余明高,梁栋林,徐永亮,郑凯,纪文涛.  煤炭学报. 2014(11)

博士论文
[1]瓦斯爆炸抑制材料的特性及抑爆作用研究[D]. 罗振敏.西安科技大学 2009

硕士论文
[1]C3HF7和NaHCO3复配抑制CH4爆炸的实验研究[D]. 计承杰.西安科技大学 2017
[2]管道内甲烷爆炸特性及CO2抑爆的实验与数值模拟研究[D]. 王涛.西安科技大学 2014
[3]ABC干粉/硅藻土抑制瓦斯爆炸实验研究[D]. 蒲广梅.西安科技大学 2012
[4]20L球形密闭装置内惰性气体抑制瓦斯爆炸实验研究[D]. 王颖.中北大学 2012
[5]超细金属氢氧化物粉体抑制瓦斯爆炸实验研究[D]. 王秋红.西安科技大学 2009



本文编号：3189482