点火延迟时间对甲烷煤尘爆炸特性的影响

发布时间：2025-02-05 19:48

　　 为研究不同湍流环境下,煤尘对甲烷爆炸特性的影响,基于20 L爆炸球采用0、25、50、100、200 g/m³的煤尘分别与6.5%、9.5%、12%的甲烷在点火延迟时间60 ms和120 ms的条件下进行混合爆炸实验。结果表明:点火延迟时间的增大对单相甲烷爆炸最大爆炸压力影响较小,显著降低最大压力上升速率;有煤尘参与时,3种甲烷浓度下,点火延迟时间的提高能够降低最大爆炸压力和最大压力上升速率,当甲烷浓度为9.5%时,2种点火延迟时间下,对应的最佳煤尘浓度不同,点火延迟时间越小,最佳煤尘浓度越小,甲烷浓度为12%时,点火延迟时间为60 ms时,最大爆炸压力和最大压力上升速率对高浓度煤尘比较敏感,火延迟时间为120 ms时,最大爆炸压力和最大压力上升速率对低浓度煤尘较为敏感。

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【部分图文】：

图1 实验装置示意图

实验采用标准20-L爆炸球形爆炸装置，实验装置示意图如图1。实验装置主要有20L近球形爆炸容器、粉尘分散系统、配气系统和点火系统等组成。由于较高的点火能会产生过驱动效应，容易掩盖爆炸过程中气体和粉尘之间的相互作用，且过高的点火能量容易导致反应早期火焰向容器壁传播过程中消耗的能量....

图2 样品粒度分布图

实验采用的煤尘样品挥发分、固定碳、灰分和水分的含量分别是20.78%、68.16%、10.02%和1.04%。样品中位径为22.2μm，样品粒度分布如图2。实验前煤尘放在60°C电烤箱中烘干24h以上。每种工况重复3次以上，实验结果为3次实验数据的算术平均值。2实验结果与分析

图3 爆炸过程压力-时间曲线刨面图

爆炸过程压力-时间曲线刨面图如图3，分别在点火延迟时间t1=60ms,t2=120ms条件下启动点火。爆炸得到的压力峰值定义为最大爆炸压力pmax；反应过程中得到的压力上升速率最大值定义为最大压力上升速率，用（dp/dt)max表示。2.1单相甲烷爆炸

图4 不同浓度甲烷爆炸特性

不同浓度甲烷爆炸特性如图4。从图4可以看出，湍流度的增加可以提高单相甲烷的最大爆炸压力和最大压力上升速率，但湍流对最大爆炸压力的影响不明显，因为它是一个热力学值，较低湍流度下最大爆炸压力有所降低可能是由于混合气体出现分层现象导致。湍流对最大压力上升速率的影响较为明显，这主要是由于....

本文编号：4030358