干粉抑制可燃液体蒸气爆炸条件优化与效果评定

发布时间：2017-09-20 09:37

  本文关键词：干粉抑制可燃液体蒸气爆炸条件优化与效果评定

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【摘要】：目前，绝大部分干粉抑爆技术的研究是关于煤尘瓦斯爆炸方面的，而针对汽油、航空煤油等可燃液体蒸气的抑爆研究还不多见。为防治可燃液体蒸气爆炸事故，针对ABC干粉（NH4H2PO4）、ABC超细干粉（NH4H2PO4）、BC干粉（NaHCO3）、APP超细干粉（(NH4PO3)n）四种抑制剂，开展了一系列93#汽油、航空煤油的抑爆实验，研究分析了干粉抑制可燃液体蒸气爆炸的规律。主要工作内容和研究成果如下： （1）自行设计了一套可燃液体蒸气燃爆、抑爆特性测试系统，并换算了实验工况下的汽油蒸气、航空煤油蒸气相对应的液态体积，分别为：11.2-51.7mL和5.55-34.2mL；针对测试系统以下四个方面的关键技术进行了优化设计：可燃液体热挥发引射技术，压缩机、真空泵协同配气技术，单侧电极中心点火技术，延迟电路的外触发方式。 （2）归纳总结了实验所用的四种干粉抑制剂的12个性能指标，对抑爆材料的化学成分、粒度、密度、抗结块性和灭火效能等重要参数进行了对比；通过分析黑火药和单基药的喷粉压力曲线，确定黑火药作为抑爆罐的产气剂；研究了大流量小液滴喷嘴和广角实心锥喷嘴（SMP）的喷粉角度、成雾形状、分散均匀度、覆盖范围等参数，确定大流量小液滴喷嘴作为抑爆罐的喷嘴。 （3）通过空白实验，测定了不同浓度的93#汽油、航空煤油蒸气爆炸压力曲线，分别选定了进油量28mL、25mL作为爆炸压力标准曲线。研究表明：28mL汽油对应的蒸气浓度为3.25%，爆炸弛豫时间为52ms，达到峰值压力时间为150ms，最大升压速率为37.2mv/ms，峰值压力输出电压值为2125mv，校准压力值为0.90MPa，爆炸能量为4.29×105mv·ms；25mL航空煤油对应的蒸气浓度为2.70%，，爆炸弛豫时间为44ms，达到峰值压力时间为133ms，最大升压速率为31.6mv/ms，峰值压力输出电压值为1844mv，校准压力值为0.78MPa，爆炸能量为3.48×105mv·ms。 （4）研究了不同种类干粉对可燃液体蒸气爆炸压力曲线的影响，确定了ABC干粉、BC干粉、ABC超细干粉、APP超细干粉抑爆实验最佳延迟时间分别为15ms、20ms、50ms和大于150ms，得出了抑爆峰值压力最大下降幅度分别为48.5%、29.4%、57.4%和22.1%，以及ABC干粉、BC干粉、ABC超细干粉的爆炸能量最大下降幅度40.6%、34.0%和42.0%；此外，还研究了ABC干粉、BC干粉、ABC超细干粉抑制作用与喷粉浓度之间的关系，随着喷粉浓度的增加，三种干粉分别表现为抑制作用削弱（40-80g）、基本不变（40-120g）和抑制作用增强（40-120g）；最后对重要的研究成果进行了归纳，制订了干粉抑爆效果评定表，并根据四种干粉的抑爆特性提出了应用方向的建议。
【关键词】：可燃液体蒸气爆炸 超细干粉 抑爆 爆炸峰值压力 爆炸能量
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X932
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 选题依据及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-16
• 1.2.1 抑爆材料简介11-13
• 1.2.2 可燃液体蒸气抑爆试验技术简介13-15
• 1.2.3 抑爆过程相关数值模拟简介15-16
• 1.3 本文主要研究工作16-18
• 2 干粉抑制可燃液体蒸气爆炸理论分析18-24
• 2.1 可燃液体蒸气爆炸机理18-20
• 2.1.1 热爆炸理论18-19
• 2.1.2 链式反应理论19-20
• 2.2 C_8H_(18)氧化还原反应机理20-21
• 2.3 干粉抑爆作用机理21-24
• 2.3.1 物理抑制作用21-22
• 2.3.2 化学抑制作用22-24
• 3 干粉抑制可燃液体蒸气爆炸条件优化24-35
• 3.1 测试系统简介24-25
• 3.2 测试系统的条件优化25-31
• 3.2.1 可燃液体蒸气体积换算26-28
• 3.2.2 可燃液体热挥发引射技术28-29
• 3.2.3 压缩机、真空泵协同配气技术29
• 3.2.4 单侧电极中心点火技术29-30
• 3.2.5 延迟电路的外触发方式30-31
• 3.3 抑爆罐的条件优化31-35
• 3.3.1 干粉性能分析31-32
• 3.3.2 抑爆罐的设计32-35
• 4 干粉抑爆实验数据分析与效果评定35-52
• 4.1 实验准备35
• 4.1.1 实验药品35
• 4.1.2 实验设备及工具35
• 4.2 抑爆实验过程35-36
• 4.3 空白实验36-39
• 4.3.1 汽油蒸气爆炸实验36-37
• 4.3.2 航空煤油蒸气爆炸实验37-39
• 4.4 汽油蒸气抑爆实验39-47
• 4.4.1 延迟时间39-42
• 4.4.2 干粉粉量42-46
• 4.4.3 粒度46-47
• 4.5 航空煤油蒸气抑爆实验47-50
• 4.5.1 不同种类干粉47-49
• 4.5.2 ABC 超细干粉49-50
• 4.6 四种干粉抑爆效果评定表50-52
• 5 结论52-54
• 参考文献54-59
• 攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果59-60
• 致谢60-61

【参考文献】

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本文编号：887295