多孔材料对瓦斯爆炸抑制作用研究
发布时间：2022-01-26 18:36
煤炭是中国主要能源，在未来较长时期内在能源结构中仍将居主体地位。我国煤矿95%以上属于井工开采煤矿，且多数为有瓦斯涌出矿井，随着煤炭需求量的激增，煤矿生产规模加大，产能和开采深度增加，使煤矿瓦斯涌出量大幅增高，煤矿重特大瓦斯事故的频繁发生，严重威胁着煤矿安全生产和工人的生命安全。目前控制或减弱瓦斯爆炸破坏的传统矿用阻隔爆设施尚不能达到有效抑爆的效果，因此，开展新型瓦斯爆炸阻隔爆材料及装置的研究迫在眉睫。近年来，多孔材料因其多孔、轻质、高比强度、减振、阻尼、吸音、隔音、散热、吸收冲击能等多种物理性能而受到关注，已在民用工程防护和军事领域得到了广泛的应用，国内外学者对其性能进行了广泛研究，并取得了大量的研究成果。本论文以煤矿为背景，通过理论分析、模拟管道实验、数学建模、设计及预测等方法，对多孔材料抑制瓦斯爆炸作用及应用技术进行研究，具体来讲，本文在以下几个方面进行了探索和研究：自行设计制作了断面为30cm×30cm方形实验管道，为目前国内所见报道进行管道内瓦斯爆炸研究断面较大的方形管道装置，采用火焰温度传感器对管道内爆炸火焰进行研究，拓宽了对管道内爆炸火焰的研究思路，实现了计算机同步采集各...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省211工程院校985工程院校
【文章页数】：168 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
论文体系结构
图 2-1 瓦斯爆炸波的两波三区结构Fig.2-1 Two waves and three region of gas explosion wave2.2.2.1 前驱冲击波能量分配将前驱冲击波独立出来进行分析，分析其在某一具体能量状态下冲击波能量是如何分配的，说明冲击波做功的主要方式，在此将其视惰性冲击波进行分析。如图 2-1 所示，由 1 区向 0 区传播的交界面为前驱波阵面。瓦斯混合气体初始状态0u 0(2-2对于一维平面前驱冲击波的两侧状态，可以列出三个守恒方程：质量守恒方程1 1 0( )s s D u D(2-3动量守恒方程2 21 1 1 0 0( )s sP D u P D(2-4能量守恒方程2 211 0( )s sPD u P De e
爆炸过程伴有化学反应和释放比能量为Q的理想气体，由式（2222 211PQ e (为存在爆炸释放热量Q的变化，才使瓦斯爆炸传播过程得以持续列的行为变化特征[156]。质量的瓦斯混合气爆炸释放热量q由式 2-35 求得：2 22 11 22s mu uq q q e r (1q ,2q —— q 中对管壁和前方未燃瓦斯混合气体的传热量， kJ/kg ；se ——火焰波能量， kJ/kg ；mr ——能量传递过程中的各种损失， kJ/kg 。形式的能量平衡方程表述如图 2-3 所示。微元时间 d 内管道瓦斯面向前移动1dx ，前驱波阵面向前移动2dx ，由能量平衡方程可
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤矿瓦斯爆炸阻隔爆技术现状及展望[J]. 张如明,何学秋,聂百胜,李祥春,戴林超,赵彩虹. 中国安全生产科学技术. 2011(07)
[2]一种用于矿井中的多孔泄压阻隔爆自动风门[J]. 孙建华,赵景礼,魏春荣,曲征,张宪伟. 中国矿业. 2011(03)
[3]高低负压结合的西冯街煤矿瓦斯抽放系统设计[J]. 刘纪坤,王翠霞,崔永国,杨威. 煤矿安全. 2011(03)
[4]点火能量对瓦斯爆炸传播影响的实验研究[J]. 仇锐来,张延松,司荣军,王磊. 矿业安全与环保. 2011(01)
[5]瓦斯爆炸冲击波在管道拐弯情况下的传播特性[J]. 贾智伟,刘彦伟,景国勋. 煤炭学报. 2011(01)
[6]基于马尔科夫链的股票价格涨跌幅的预测[J]. 章晨. 商业经济. 2010(21)
[7]ZrO2泡沫陶瓷对瓦斯爆炸的影响[J]. 纪晨润,孙建华,魏春荣. 黑龙江科技学院学报. 2010(03)
[8]点火能量对瓦斯爆炸压力影响的实验研究[J]. 李润之,司荣军. 矿业安全与环保. 2010(02)
[9]阻隔煤矿瓦斯爆炸传播的新技术研究[J]. 纪晨润. 煤炭技术. 2010(03)
[10]关于矿井瓦斯爆炸超压规律的预测和分析[J]. 段玉龙,周心权,姜伟,昌伟伟,贾雨成,龚武. 煤矿安全. 2009(12)
博士论文
[1]预混火焰在微小通道中传播和淬熄的研究[D]. 喻健良.大连理工大学 2008
硕士论文
[1]泡沫金属冲击动力学性能研究[D]. 刘三星.太原科技大学 2009
[2]细水雾抑制瓦斯爆炸实验与数值模拟研究[D]. 唐建军.西安科技大学 2009
[3]井下巷道内瓦斯爆炸阻爆技术研究[D]. 童宇.中北大学 2009
[4]瓦斯爆炸传播规律数值模拟研究[D]. 胡铁柱.中国矿业大学（北京） 2008
[5]管道中甲烷—空气预混气爆炸火焰传播的研究[D]. 汪泉.安徽理工大学 2006
[6]矿井瓦斯爆炸控制材料的实验研究[D]. 张辉.西安科技大学 2005
本文编号：3610977
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省211工程院校985工程院校
【文章页数】：168 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
论文体系结构
图 2-1 瓦斯爆炸波的两波三区结构Fig.2-1 Two waves and three region of gas explosion wave2.2.2.1 前驱冲击波能量分配将前驱冲击波独立出来进行分析，分析其在某一具体能量状态下冲击波能量是如何分配的，说明冲击波做功的主要方式，在此将其视惰性冲击波进行分析。如图 2-1 所示，由 1 区向 0 区传播的交界面为前驱波阵面。瓦斯混合气体初始状态0u 0(2-2对于一维平面前驱冲击波的两侧状态，可以列出三个守恒方程：质量守恒方程1 1 0( )s s D u D(2-3动量守恒方程2 21 1 1 0 0( )s sP D u P D(2-4能量守恒方程2 211 0( )s sPD u P De e
爆炸过程伴有化学反应和释放比能量为Q的理想气体，由式（2222 211PQ e (为存在爆炸释放热量Q的变化，才使瓦斯爆炸传播过程得以持续列的行为变化特征[156]。质量的瓦斯混合气爆炸释放热量q由式 2-35 求得：2 22 11 22s mu uq q q e r (1q ,2q —— q 中对管壁和前方未燃瓦斯混合气体的传热量， kJ/kg ；se ——火焰波能量， kJ/kg ；mr ——能量传递过程中的各种损失， kJ/kg 。形式的能量平衡方程表述如图 2-3 所示。微元时间 d 内管道瓦斯面向前移动1dx ，前驱波阵面向前移动2dx ，由能量平衡方程可
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤矿瓦斯爆炸阻隔爆技术现状及展望[J]. 张如明,何学秋,聂百胜,李祥春,戴林超,赵彩虹. 中国安全生产科学技术. 2011(07)
[2]一种用于矿井中的多孔泄压阻隔爆自动风门[J]. 孙建华,赵景礼,魏春荣,曲征,张宪伟. 中国矿业. 2011(03)
[3]高低负压结合的西冯街煤矿瓦斯抽放系统设计[J]. 刘纪坤,王翠霞,崔永国,杨威. 煤矿安全. 2011(03)
[4]点火能量对瓦斯爆炸传播影响的实验研究[J]. 仇锐来,张延松,司荣军,王磊. 矿业安全与环保. 2011(01)
[5]瓦斯爆炸冲击波在管道拐弯情况下的传播特性[J]. 贾智伟,刘彦伟,景国勋. 煤炭学报. 2011(01)
[6]基于马尔科夫链的股票价格涨跌幅的预测[J]. 章晨. 商业经济. 2010(21)
[7]ZrO2泡沫陶瓷对瓦斯爆炸的影响[J]. 纪晨润,孙建华,魏春荣. 黑龙江科技学院学报. 2010(03)
[8]点火能量对瓦斯爆炸压力影响的实验研究[J]. 李润之,司荣军. 矿业安全与环保. 2010(02)
[9]阻隔煤矿瓦斯爆炸传播的新技术研究[J]. 纪晨润. 煤炭技术. 2010(03)
[10]关于矿井瓦斯爆炸超压规律的预测和分析[J]. 段玉龙,周心权,姜伟,昌伟伟,贾雨成,龚武. 煤矿安全. 2009(12)
博士论文
[1]预混火焰在微小通道中传播和淬熄的研究[D]. 喻健良.大连理工大学 2008
硕士论文
[1]泡沫金属冲击动力学性能研究[D]. 刘三星.太原科技大学 2009
[2]细水雾抑制瓦斯爆炸实验与数值模拟研究[D]. 唐建军.西安科技大学 2009
[3]井下巷道内瓦斯爆炸阻爆技术研究[D]. 童宇.中北大学 2009
[4]瓦斯爆炸传播规律数值模拟研究[D]. 胡铁柱.中国矿业大学（北京） 2008
[5]管道中甲烷—空气预混气爆炸火焰传播的研究[D]. 汪泉.安徽理工大学 2006
[6]矿井瓦斯爆炸控制材料的实验研究[D]. 张辉.西安科技大学 2005
本文编号：3610977
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