柱状空间内不同浓度甲烷爆炸传播特性的实验研究
发布时间：2022-02-13 21:20
随着国家工业现代化的快速推进,碳氢类可燃性气体作为清洁能源被普遍使用,这类重大危险源频繁地出现在生产、输运和存储过程中,经常因意外或人为原因泄漏,导致燃烧爆炸事故发生,事故数及经济损失逐年上升,严重威胁着物资储运、交通运输和工业生产的安全,而燃烧爆炸产生的火焰和压力波又容易破坏附近的工业装置和设备,造成更严重的安全事故。因此,本文侧重于在不同初始条件下甲烷的爆炸理论和特征的研究,为预防甲烷爆炸事故和应急救援等工作提供了重要的机理分析和技术支持。本文通过理论分析、数值模拟和实验研究的方法对在不同浓度、不同点火位置和不同初始压力下柱状空间内的甲烷爆炸传播规律进行系统深入的研究。根据中北大学设计的定容燃烧弹爆炸实验装置,利用Fluent软件按照1:1比例建立数值模拟模型,通过设置不同甲烷浓度的条件,模拟不同浓度下甲烷爆炸压力的传播规律。研究结果发现以下规律:爆炸压力峰值和爆炸压力上升速率峰值随甲烷浓度的变化呈现倒“V”型的二次函数关系,且在9.5%当量比浓度下爆炸压力峰值和压力上升速率峰值达到最大。在对甲烷爆炸的传播过程进行理论分析和数值模拟分析的基础上,运用定容燃烧弹爆炸实验装置进行实验,...
【文章来源】：华北科技学院河北省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
图 2-1 压力波形Figure 2-1 Pressure waveform间曲线上升段拐点处的切线斜率即爆炸压力上升速率值，如图 2-2。爆炸压力上升速率是对爆炸强度的度量图 2-2 爆炸压力上升速率的定义Figure 2-2 Definition of explosion pressure rise rate
11图 2-2 爆炸压力上升速率的定义Figure 2-2 Definition of explosion pressure rise rate峰值表征可燃气体的爆炸危险性，受初始压力、温燃气体浓度以及爆炸空间的形状、尺寸等因素的影差除以时间差的商。爆炸反应速率越快，爆炸强度。点燃温度、点火能量温度和最小点火能量，即能够引起可燃性混合气体燃火花能量。最低点燃温度是判断在爆炸性混合气体中
【参考文献】：
期刊论文
[1]球形容器内甲烷-空气爆炸特性分析与理论计算[J]. 陆胤臣,陶刚,张礼敬. 爆炸与冲击. 2017(04)
[2]点火位置对氢气-空气预混气体泄爆过程的影响[J]. 曹勇,郭进,胡坤伦,邵珂,杨帆. 爆炸与冲击. 2016(06)
[3]利用详细燃烧模型对裂解炉二维模型富氧燃烧过程进行数值模拟[J]. 申东发,王国清,刘俊杰,张利军,周先锋. 石油化工. 2016(06)
[4]密闭管道瓦斯爆炸冲击波冲量及压力上升速率的实验研究[J]. 田诗雅,刘剑,高科. 中国安全生产科学技术. 2015(08)
[5]基于FLUENT的天然气燃烧爆炸数值模拟与实验[J]. 陈升国. 煤气与热力. 2015(08)
[6]室内燃气爆炸冲击波的特性及传播规律[J]. 张秀华,王钧,赵金友,吴燕燕. 工程力学. 2014(S1)
[7]不同浓度甲烷爆炸火焰传播过程的实验研究[J]. 任瑞娥,吕荣,李媛. 化工中间体. 2014(03)
[8]巷道壁面与瓦斯爆炸相互作用的数值模拟[J]. 马秋菊,张奇,庞磊. 爆炸与冲击. 2014(01)
[9]不同浓度情况下管道瓦斯爆炸压力传播规律研究[J]. 韩丽丽,王磊. 山东煤炭科技. 2012(03)
[10]多功能球形爆炸容器研究[J]. 胡立双,胡双启,武巍. 中国安全生产科学技术. 2011(11)
博士论文
[1]初始温度和初始压力对瓦斯爆炸特性的影响研究[D]. 高娜.南京理工大学 2016
[2]甲烷预混气体爆炸极限及火焰淬熄机理研究[D]. 曲忠伟.安徽理工大学 2016
[3]管道中氢—空气预混火焰传播动力学实验与数值模拟研究[D]. 肖华华.中国科学技术大学 2013
[4]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
[5]丙烷空气预混火焰在90°弯曲管道内传播特性的实验和模拟研究[D]. 何学超.中国科学技术大学 2010
[6]受限空间气体爆炸传播及其动力学过程研究[D]. 王志荣.南京工业大学 2005
硕士论文
[1]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
[2]受限空间LNG爆炸后果模拟与吸能型防爆墙设计[D]. 邱龙.中国石油大学(华东) 2015
[3]瓦斯爆炸冲击波衰减规律及安全距离研究[D]. 许浪.中国矿业大学 2015
[4]受限空间可燃气体爆炸数值模拟[D]. 吴卫卫.东北大学 2013
本文编号：3623938
【文章来源】：华北科技学院河北省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
图 2-1 压力波形Figure 2-1 Pressure waveform间曲线上升段拐点处的切线斜率即爆炸压力上升速率值，如图 2-2。爆炸压力上升速率是对爆炸强度的度量图 2-2 爆炸压力上升速率的定义Figure 2-2 Definition of explosion pressure rise rate
11图 2-2 爆炸压力上升速率的定义Figure 2-2 Definition of explosion pressure rise rate峰值表征可燃气体的爆炸危险性，受初始压力、温燃气体浓度以及爆炸空间的形状、尺寸等因素的影差除以时间差的商。爆炸反应速率越快，爆炸强度。点燃温度、点火能量温度和最小点火能量，即能够引起可燃性混合气体燃火花能量。最低点燃温度是判断在爆炸性混合气体中
【参考文献】：
期刊论文
[1]球形容器内甲烷-空气爆炸特性分析与理论计算[J]. 陆胤臣,陶刚,张礼敬. 爆炸与冲击. 2017(04)
[2]点火位置对氢气-空气预混气体泄爆过程的影响[J]. 曹勇,郭进,胡坤伦,邵珂,杨帆. 爆炸与冲击. 2016(06)
[3]利用详细燃烧模型对裂解炉二维模型富氧燃烧过程进行数值模拟[J]. 申东发,王国清,刘俊杰,张利军,周先锋. 石油化工. 2016(06)
[4]密闭管道瓦斯爆炸冲击波冲量及压力上升速率的实验研究[J]. 田诗雅,刘剑,高科. 中国安全生产科学技术. 2015(08)
[5]基于FLUENT的天然气燃烧爆炸数值模拟与实验[J]. 陈升国. 煤气与热力. 2015(08)
[6]室内燃气爆炸冲击波的特性及传播规律[J]. 张秀华,王钧,赵金友,吴燕燕. 工程力学. 2014(S1)
[7]不同浓度甲烷爆炸火焰传播过程的实验研究[J]. 任瑞娥,吕荣,李媛. 化工中间体. 2014(03)
[8]巷道壁面与瓦斯爆炸相互作用的数值模拟[J]. 马秋菊,张奇,庞磊. 爆炸与冲击. 2014(01)
[9]不同浓度情况下管道瓦斯爆炸压力传播规律研究[J]. 韩丽丽,王磊. 山东煤炭科技. 2012(03)
[10]多功能球形爆炸容器研究[J]. 胡立双,胡双启,武巍. 中国安全生产科学技术. 2011(11)
博士论文
[1]初始温度和初始压力对瓦斯爆炸特性的影响研究[D]. 高娜.南京理工大学 2016
[2]甲烷预混气体爆炸极限及火焰淬熄机理研究[D]. 曲忠伟.安徽理工大学 2016
[3]管道中氢—空气预混火焰传播动力学实验与数值模拟研究[D]. 肖华华.中国科学技术大学 2013
[4]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
[5]丙烷空气预混火焰在90°弯曲管道内传播特性的实验和模拟研究[D]. 何学超.中国科学技术大学 2010
[6]受限空间气体爆炸传播及其动力学过程研究[D]. 王志荣.南京工业大学 2005
硕士论文
[1]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
[2]受限空间LNG爆炸后果模拟与吸能型防爆墙设计[D]. 邱龙.中国石油大学(华东) 2015
[3]瓦斯爆炸冲击波衰减规律及安全距离研究[D]. 许浪.中国矿业大学 2015
[4]受限空间可燃气体爆炸数值模拟[D]. 吴卫卫.东北大学 2013
本文编号：3623938
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/anquangongcheng/3623938.html
