电火源点火能量与瓦斯浓度对瓦斯爆炸传播影响的实验研究
发布时间：2021-11-26 06:53
瓦斯爆炸的主要破坏力是爆炸所产生的高温火焰和冲击波,高温火焰和冲击波将会对井下巷道、设备以及人员带来极大的灾难。大量的事故案例和实验数据都表明点火能对瓦斯爆炸初期的传播有明显影响,而瓦斯的浓度同样也是影响瓦斯爆炸传播的重要因素之一。井下可能引发瓦斯爆炸的火源种类众多,火源能量大小不一,瓦斯不均匀的分布在诸多巷道中,造成了复杂的瓦斯浓度分布特征。因此,本文针对点火能和瓦斯浓度两个因素对瓦斯爆炸传播过程的影响进行了一系列的实验研究。点火系统原理是采用电容充放电,利用高压产生的击穿电流来达到点火目的,可以通过改变充电电压来得到不同大小的点火能。本次实验所用瓦斯气体采用先预混后充入管道的方式,可以通过预混罐配置不同浓度的瓦斯与空气混合气体。在常温常压下,采用瓦斯浓度和点火能量的正交试验,对瓦斯爆炸传播规律进行研究分析。本实验共采用三种点火能量、三种不同浓度的瓦斯与空气混合气体进行试验,得出以下结论:1)在封闭管道中,瓦斯爆炸超压和火焰速度都不是连续增加的,而是都存在一个先上升后下降再上升在再下降的趋势。2)随着瓦斯浓度的增加,瓦斯爆炸压力先上升后下降,瓦斯爆炸爆炸火焰速度先下降后上升,在所测得...
【文章来源】：华北科技学院河北省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
管道模型图
18图3-2管道模型图Figure3-2Pipelinemodeldiagram图3-3爆炸激波管道图Figure3-3Explosionshockwavepipelinediagram爆炸激波管每段管体都采用A20号碳钢为材料，且管道是冷拔无缝钢管，内截面为边长为200mm的正方形，管道壁厚为10mm。爆炸激波管由多段连接构成主要是为了便于搬运和调节试验段长度，用以进行不同标准的实验，管道共有13段直管，每段长2.5m，还包括一个90°拐弯的转接管以及一个双通管（被此实验没有用到以上两节管道）。每段直管都存在两个特殊的面，在这两个面上沿管体轴向位置都分别存在3个孔座（M20×1.5），和端面距离分别为40cm、125cm、210cm，这样设计的目的主要是便于在爆炸激波管管体同一轴向位置同时安装压力和火焰传感器。为了保证每段管体相互连接后的气密性，采用法兰连接方式将管体各段首尾连接成一体，并且在法兰连接时，在管道连接口的特殊凹槽中加入一个合适的密封圈。爆炸激波管主要是以爆炸实验的载体作用存在的，将特定实验浓度的瓦斯预混气体充入管道并且静置一段时间后，利用点火系统将其点燃并同时进行数据测量，利用得到的压力和火焰数据来研究瓦斯爆炸的传播特性。由此可见管道的密
预混气罐Figure3-4Premixedgastank
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤矿瓦斯爆炸事故危险源机理分析及风险评价研究[J]. 周小祥,陈海英. 陕西煤炭. 2020(01)
[2]掘进工作面不同瓦斯源爆炸过程的数值模拟[J]. 罗振敏,康晓锋,王涛,苏彬,贾月华. 煤矿安全. 2020(01)
[3]定容条件下瓦斯爆炸超压及爆后气体成分试验研究[J]. 贾泉升,司荣军,李润之,王磊. 煤矿安全. 2019(12)
[4]管道内瓦斯煤尘共混爆炸温度特性[J]. 陈晓坤,王二飞,王秋红. 中国安全生产科学技术. 2019(11)
[5]点火位置对污水管网可燃气体爆燃特性影响模拟研究[J]. 吕鹏飞,张家旭,梁涛,刘开沅,庞磊,杨凯,邱士龙. 中国安全生产科学技术. 2019(10)
[6]2种气体状态下瓦斯爆炸极限范围的研究[J]. 梁国栋. 现代矿业. 2019(09)
[7]C2H6/C3H8影响CH4爆炸极限参数及动力学特性研究[J]. 罗振敏,苏彬,王涛,程方明. 化工学报. 2019(09)
[8]大型管道瓦斯爆炸特征及其末端对动物损伤实验研究[J]. 张毓媛,张延松,刘博. 煤矿安全. 2019(06)
[9]基于自研设备高温源诱发甲烷爆炸特性研究[J]. 王海燕,张雷,郭增乐. 工矿自动化. 2019(05)
[10]点火位置对独头巷道瓦斯爆炸火焰参数影响实验![J]. 解北京,王亮,严正. 煤炭工程. 2019(02)
博士论文
[1]可燃气体火焰传播与爆轰直接起爆特性研究[D]. 张云明.北京理工大学 2015
[2]瓦斯浓度对爆炸传播及瓦斯爆炸诱导煤尘爆炸的影响研究[D]. 王新.东北大学 2013
[3]点火能量与初始压力对瓦斯爆炸特性的影响研究[D]. 李润之.山东科技大学 2010
硕士论文
[1]点火位置对氢气—空气泄爆特性影响的实验研究[D]. 曹勇.安徽理工大学 2016
[2]小尺度管道中甲烷—氧气爆炸特性实验研究[D]. 胡斌斌.北京理工大学 2016
[3]电火源引爆瓦斯的规律和特征研究[D]. 赖芳芳.华北科技学院 2015
[4]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
[5]瓦斯浓度对瓦斯爆炸传播的影响研究[D]. 王磊.煤炭科学研究总院 2009
本文编号：3519624
【文章来源】：华北科技学院河北省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
管道模型图
18图3-2管道模型图Figure3-2Pipelinemodeldiagram图3-3爆炸激波管道图Figure3-3Explosionshockwavepipelinediagram爆炸激波管每段管体都采用A20号碳钢为材料，且管道是冷拔无缝钢管，内截面为边长为200mm的正方形，管道壁厚为10mm。爆炸激波管由多段连接构成主要是为了便于搬运和调节试验段长度，用以进行不同标准的实验，管道共有13段直管，每段长2.5m，还包括一个90°拐弯的转接管以及一个双通管（被此实验没有用到以上两节管道）。每段直管都存在两个特殊的面，在这两个面上沿管体轴向位置都分别存在3个孔座（M20×1.5），和端面距离分别为40cm、125cm、210cm，这样设计的目的主要是便于在爆炸激波管管体同一轴向位置同时安装压力和火焰传感器。为了保证每段管体相互连接后的气密性，采用法兰连接方式将管体各段首尾连接成一体，并且在法兰连接时，在管道连接口的特殊凹槽中加入一个合适的密封圈。爆炸激波管主要是以爆炸实验的载体作用存在的，将特定实验浓度的瓦斯预混气体充入管道并且静置一段时间后，利用点火系统将其点燃并同时进行数据测量，利用得到的压力和火焰数据来研究瓦斯爆炸的传播特性。由此可见管道的密
预混气罐Figure3-4Premixedgastank
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤矿瓦斯爆炸事故危险源机理分析及风险评价研究[J]. 周小祥,陈海英. 陕西煤炭. 2020(01)
[2]掘进工作面不同瓦斯源爆炸过程的数值模拟[J]. 罗振敏,康晓锋,王涛,苏彬,贾月华. 煤矿安全. 2020(01)
[3]定容条件下瓦斯爆炸超压及爆后气体成分试验研究[J]. 贾泉升,司荣军,李润之,王磊. 煤矿安全. 2019(12)
[4]管道内瓦斯煤尘共混爆炸温度特性[J]. 陈晓坤,王二飞,王秋红. 中国安全生产科学技术. 2019(11)
[5]点火位置对污水管网可燃气体爆燃特性影响模拟研究[J]. 吕鹏飞,张家旭,梁涛,刘开沅,庞磊,杨凯,邱士龙. 中国安全生产科学技术. 2019(10)
[6]2种气体状态下瓦斯爆炸极限范围的研究[J]. 梁国栋. 现代矿业. 2019(09)
[7]C2H6/C3H8影响CH4爆炸极限参数及动力学特性研究[J]. 罗振敏,苏彬,王涛,程方明. 化工学报. 2019(09)
[8]大型管道瓦斯爆炸特征及其末端对动物损伤实验研究[J]. 张毓媛,张延松,刘博. 煤矿安全. 2019(06)
[9]基于自研设备高温源诱发甲烷爆炸特性研究[J]. 王海燕,张雷,郭增乐. 工矿自动化. 2019(05)
[10]点火位置对独头巷道瓦斯爆炸火焰参数影响实验![J]. 解北京,王亮,严正. 煤炭工程. 2019(02)
博士论文
[1]可燃气体火焰传播与爆轰直接起爆特性研究[D]. 张云明.北京理工大学 2015
[2]瓦斯浓度对爆炸传播及瓦斯爆炸诱导煤尘爆炸的影响研究[D]. 王新.东北大学 2013
[3]点火能量与初始压力对瓦斯爆炸特性的影响研究[D]. 李润之.山东科技大学 2010
硕士论文
[1]点火位置对氢气—空气泄爆特性影响的实验研究[D]. 曹勇.安徽理工大学 2016
[2]小尺度管道中甲烷—氧气爆炸特性实验研究[D]. 胡斌斌.北京理工大学 2016
[3]电火源引爆瓦斯的规律和特征研究[D]. 赖芳芳.华北科技学院 2015
[4]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
[5]瓦斯浓度对瓦斯爆炸传播的影响研究[D]. 王磊.煤炭科学研究总院 2009
本文编号：3519624
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