柔性置障条件下甲烷爆炸传播过程的数值模拟研究

发布时间：2022-07-11 10:14

　　煤矿瓦斯爆炸事故多发,严重威胁人员的生命安全。在井下因安全生产的需要,巷道中存在有很多风帘、风障等可破坏的柔性物体,此类设施的阻挡力较小,但可阻挡空气流体,使其形成密闭空间,障碍物的阻塞率达到了100%。当井下发生瓦斯爆炸事故时,遇到此类柔性障碍物发生的激励效应与矿车、风机等刚性障碍物产生的激励效应机理有所不同。因此,能正确认识受限空间内可破坏柔性障碍物对甲烷气体爆炸产生的激励作用及其形成机理,探究柔性障碍物与浓度梯度耦合作用下甲烷爆炸事故的灾变范围,有助于抢险救灾方案的制定与实施,更科学准确确定应急救援范围、锁定搜救重点区域;也有利于事故调查的开展,分析事故发生过程,为防治类似事故提供工程指导与借鉴。本文在理论分析的基础上,建立机理分析模型,将存在柔性障碍物条件下的甲烷爆炸传播过程分为三个阶段,阐述了柔性障碍物产生激励效应的物理机制。结合实验研究通过专业气体爆炸模拟软件FLACS,对甲烷浓度梯度条件下加入柔性障碍物的甲烷爆炸过程及其灾变范围特征进行数值模拟计算,并依据已有的事故调查报告,对一起瓦斯爆炸事故建立相应物理模型进行具体计算实例剖析。主要研究结论为:（1）若管道中存在柔性可破... 

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 存在的主要问题
    1.4 研究内容及技术路线
2 甲烷爆炸的传播规律的理论分析
    2.1 引言
    2.2 甲烷爆炸传播过程的物理机制分析
    2.3 柔性障碍物激励效应的机理分析
    2.4 本章小结
3 柔性置障对甲烷爆炸特性影响的数值模拟
    3.1 引言
    3.2 数值模拟软件的介绍
    3.3 数值模型的构建
    3.4 初始条件与边界条件
    3.5 不同工况下柔性障碍物的激励效应研究
    3.6 柔性障碍物的破膜过程分析
    3.7 柔性障碍物与浓度梯度耦合作用下灾变范围研究
    3.8 本章小结
4 柔性障碍物与浓度梯度下甲烷爆炸的实验研究
    4.1 引言
    4.2 爆炸实验系统
    4.3 实验过程
    4.4 实验结果及分析
    4.5 数值模拟结果与实验结果的对比分析
    4.6 本章小结
5 计算实例剖析
    5.1 引言
    5.2 事故背景介绍
    5.3 数值模拟过程
    5.4 模拟结果对比与分析
    5.5 本章小结
6 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 存在问题及展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集



本文编号：3657981