腔体消波机理数值模拟及其耦合抑爆剂抑制爆炸试验研究

发布时间：2021-09-28 10:19

　　以数值模拟方法对500 mm×500 mm×200 mm（长×宽×高）腔体进行分析,发现该腔体具有良好的抑制瓦斯爆炸冲击波的效果。考虑到井下瓦斯爆炸可能引起煤粉二次爆炸,从而进行岩粉、水、MCA粉（三聚氰胺氰尿酸盐）在铺设煤粉条件下耦合腔体的对比试验,从煤粉二次爆炸、爆炸火焰和爆炸冲击波峰值超压的抑制情况来判定抑爆效果。由实验结果,100 g MCA粉和500 g岩粉可完全抑制煤粉二次爆炸,140 g MCA粉和600 g岩粉可完全抑制爆炸火焰,600 g水既不能完全抑制煤粉二次爆炸也不能完全抑制爆炸火焰,100 g的MCA粉、岩粉、水的抑制率分别为24.95%,-10.08%,5.54%。由此得出结论MCA粉耦合腔体各方面抑爆效果最优,岩粉对抑制煤粉二次爆炸和抑制爆炸火焰的性能优于水,水在抑制爆炸冲击波峰值超压的效果优于岩粉。 

【文章来源】：振动与冲击. 2020,39(04)北大核心EICSCD

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【部分图文】：

爆炸管道系统

管道与腔体相对示意图

首先,分别称量试验设定量的MCA粉、岩粉和水,MCA粉和岩粉选取的粒径均为0.015 mm,水放入水袋内,以模拟井下隔爆水袋。经过多组现场试验,发现本试验系统充填40 g煤粉时,煤粉二次爆炸威力最大,所以选取40 g煤粉铺设到腔体前管道5 cm处,沿着管道下端中轴线向一侧铺设,煤粉厚度为2 mm,长度100 mm,宽50 mm,铺设角度平行于管道内壁,粉体抑爆剂与煤粉关于管道中轴线对称铺设,抑爆剂厚2 mm,由于抑爆剂量是变量,所以保持粉体厚度2 mm,宽50 mm,长度取决于铺设量。抑爆水袋放置在煤粉中部,即放置在腔体前管道10 cm处。抑爆剂与煤粉铺设示意图如图3所示,将铺设有煤粉和抑爆剂的管道通过法兰和腔体进行密封连接;更换PVC膜片,通过配气系统对起爆管进行配气,启动循环搅动30 min,再静置5 min,使得混合均匀的气体在点火前处于静止状态;进行电火前的安全检查,对试验场地进行清场,操作工作主机进入数据采集模式,通过点火系统点火,通过工作主机中DAP7.30数据处理软件对试验数据进行分析、储存。单次试验完成后,拆解所有管道,对管道内的爆炸残留物彻底清除后再次进行拼装,同时重新铺设煤粉和抑爆剂。试验过程中,每种工况下进行十次重复试验,以避免试验的偶然性。每组实验结束后,启动空气压缩机,对管道内爆炸后残留的废气进行吹散,并注入新鲜空气,为下组实验做准备。1.3 消波腔体的选择


本文编号：3411722