固体发动机燃气受限大空间爆炸研究
发布时间：2020-12-15 11:54
在舰船的弹库里存在着大量的固体火箭发动机,这些发动机由于某些意外的因素会发生意外的自动点火。从发动机喷管喷出的燃气中含有大量的可燃物,在与弹库中的空气进行掺混的过程中会发生二次燃烧。由于时间极短,部分在二次燃烧过程中未完全燃烧的高温可燃物继续与空气进行掺混,若其浓度处于爆炸浓度范围内,则很可能发生爆炸,严重影响舰船的安全。因此,对固体火箭发动机燃气在密闭空间内的爆炸过程进行研究具有现实、实际的意义。固体发动机燃气主要由氢气、一氧化碳、二氧化碳、水蒸气和氮气这5种成分的气体组成。可见,燃气中存在的二氧化碳、水蒸气和氮气会对氢气和一氧化碳在密闭空间的爆炸产生影响。因此,本文的主要研究内容如下:(1)计算氢气、一氧化碳以及氢气/一氧化碳混合物的爆炸浓度下限、爆炸浓度上限和爆炸危险度,分析二氧化碳、水蒸气和氮气含量对其爆炸浓度下限、爆炸浓度上限和爆炸危险度的影响。(2)利用CHEMKIN软件模拟氢气、一氧化碳以及氢气/一氧化碳混合物的爆炸过程,计算压力、温度、热量释放、单位时间内的热量释放率以及自由基浓度随时间的变化曲线,分析二氧化碳、水蒸气和氮气含量对它们变化规律的影响。(3)用FLUENT...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：146 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
反应物浓度与温度的关系
图 2.1 反应物浓度与温度的关系 图 2.2 一定温度下反应速率的变化图 2.3 C 与 T 随时间 τ 的变化 图 2.4 热量释放率 q 随时间 τ 的变化式（2-7）与图 2.1 表明，容器内混合物的浓度与其温度呈线性的关系。随着反应的不断进行，可燃物不断地被消耗，释放出的热量不断增加。式（2-10）和图 2.2 表明了反应的速率与温度变化率之间的关系。可见，化学反应的速率与系统的温度呈指时间 τ浓度 C浓度 C时间 τ度温T浓度与C量释放率热q
图 2.3 C 与 T 随时间 τ 的变化 图 2.4 热量释放率 q 随时间 τ 的变化式（2-7）与图 2.1 表明，容器内混合物的浓度与其温度呈线性的关系。随着反应的不断进行，可燃物不断地被消耗，释放出的热量不断增加。式（2-10）和图 2.2 表明了反应的速率与温度变化率之间的关系。可见，化学反应的速率与系统的温度呈指数关系，在开始时反应速率急剧地增加。由图 2.3 知，当反应进行到一定的程度后，反应物的浓度急剧降低，导致反应速率急剧下降。由图 2.4 可知，在绝热反应系统中，可燃物在开始反应后，有一段点火延迟期，而后热量释放率迅速升高，温度升高特别快；同时反应物的浓度也迅速降低，使得热量释放率也迅速降低。2.1.2 可燃气绝热条件下链锁爆炸过程一般来说，根据质量作用定律，简单反应随着反应物浓度的消耗反应速率会逐渐减小。但在某些比较复杂的反应中，反应速率却会随着生成物的增加而自动加速，这类化学反应也被称作自催化反应。当然，连锁反应也是自催化反应的一种。通常，连时间 τ时间 τ
【参考文献】：
期刊论文
[1]开敞空间可燃气云爆炸数值模拟研究[J]. 党福辉,董呈杰,孙旭红. 天津理工大学学报. 2017(06)
[2]基于简化机理的甲烷/空气混合气体爆炸特性研究[J]. 李洪波,崔淦,李自力,赵翔宇. 消防科学与技术. 2017(09)
[3]湍流状态下氢气爆炸极限的试验研究[J]. 霍雨江,谭迎新,谢溢月. 消防科学与技术. 2017(08)
[4]火箭发射燃气流二次燃烧数值研究[J]. 谢政,谢建,常正阳,杜文正. 宇航学报. 2017(05)
[5]温度、压力对甲烷-空气混合物爆炸极限耦合影响的实验研究[J]. 高娜,张延松,胡毅亭. 爆炸与冲击. 2017(03)
[6]高温高压下甲烷爆炸极限实验研究[J]. 曾伟平,李自力,李洪波,崔淦,赵翔宇,陈杰,花亦怀. 油气田地面工程. 2017(05)
[7]基于CHEMKIN-PRO的多元混合气体瓦斯燃烧模拟研究[J]. 贾宝山,李春苗,尹彬,付元,李守国,李善鹏. 煤炭学报. 2017(03)
[8]基于CHEMKIN的可燃气体爆炸下限模拟研究[J]. 杨鹏,潘勇,蒋军成,向彭涛,程思远. 消防科学与技术. 2016(11)
[9]FLACS在受限空间可燃气体爆炸传播研究中的应用[J]. 徐景德,李晖,郝旭. 华北科技学院学报. 2016(03)
[10]混合气体爆炸四方图原理及其应用[J]. 吴兵,雷柏伟,彭燕,周瑶. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2013(10)
博士论文
[1]煤矿火区瓦斯爆炸危险性演化规律研究[D]. 李诚玉.辽宁工程技术大学 2015
[2]轴对称约束条件下可燃气云爆燃强度研究[D]. 杨国刚.大连理工大学 2006
[3]开敞空间可燃气云爆炸的压力场研究[D]. 毕明树.大连理工大学 2001
硕士论文
[1]受限空间可燃气体爆炸数值模拟[D]. 吴卫卫.东北大学 2013
[2]室内燃气泄漏爆炸力及影响因素的研究[D]. 周月琴.山东建筑大学 2013
[3]开敞空间可燃气体扩散规律与爆燃现象的研究[D]. 牛坤.河北工业大学 2007
[4]泄爆过程的数值模拟和实验验证[D]. 段佳.南京理工大学 2004
[5]开敞空间可燃气云爆炸研究[D]. 孙博.大连理工大学 2000
本文编号：2918221
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：146 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
反应物浓度与温度的关系
图 2.1 反应物浓度与温度的关系 图 2.2 一定温度下反应速率的变化图 2.3 C 与 T 随时间 τ 的变化 图 2.4 热量释放率 q 随时间 τ 的变化式（2-7）与图 2.1 表明，容器内混合物的浓度与其温度呈线性的关系。随着反应的不断进行，可燃物不断地被消耗，释放出的热量不断增加。式（2-10）和图 2.2 表明了反应的速率与温度变化率之间的关系。可见，化学反应的速率与系统的温度呈指时间 τ浓度 C浓度 C时间 τ度温T浓度与C量释放率热q
图 2.3 C 与 T 随时间 τ 的变化 图 2.4 热量释放率 q 随时间 τ 的变化式（2-7）与图 2.1 表明，容器内混合物的浓度与其温度呈线性的关系。随着反应的不断进行，可燃物不断地被消耗，释放出的热量不断增加。式（2-10）和图 2.2 表明了反应的速率与温度变化率之间的关系。可见，化学反应的速率与系统的温度呈指数关系，在开始时反应速率急剧地增加。由图 2.3 知，当反应进行到一定的程度后，反应物的浓度急剧降低，导致反应速率急剧下降。由图 2.4 可知，在绝热反应系统中，可燃物在开始反应后，有一段点火延迟期，而后热量释放率迅速升高，温度升高特别快；同时反应物的浓度也迅速降低，使得热量释放率也迅速降低。2.1.2 可燃气绝热条件下链锁爆炸过程一般来说，根据质量作用定律，简单反应随着反应物浓度的消耗反应速率会逐渐减小。但在某些比较复杂的反应中，反应速率却会随着生成物的增加而自动加速，这类化学反应也被称作自催化反应。当然，连锁反应也是自催化反应的一种。通常，连时间 τ时间 τ
【参考文献】：
期刊论文
[1]开敞空间可燃气云爆炸数值模拟研究[J]. 党福辉,董呈杰,孙旭红. 天津理工大学学报. 2017(06)
[2]基于简化机理的甲烷/空气混合气体爆炸特性研究[J]. 李洪波,崔淦,李自力,赵翔宇. 消防科学与技术. 2017(09)
[3]湍流状态下氢气爆炸极限的试验研究[J]. 霍雨江,谭迎新,谢溢月. 消防科学与技术. 2017(08)
[4]火箭发射燃气流二次燃烧数值研究[J]. 谢政,谢建,常正阳,杜文正. 宇航学报. 2017(05)
[5]温度、压力对甲烷-空气混合物爆炸极限耦合影响的实验研究[J]. 高娜,张延松,胡毅亭. 爆炸与冲击. 2017(03)
[6]高温高压下甲烷爆炸极限实验研究[J]. 曾伟平,李自力,李洪波,崔淦,赵翔宇,陈杰,花亦怀. 油气田地面工程. 2017(05)
[7]基于CHEMKIN-PRO的多元混合气体瓦斯燃烧模拟研究[J]. 贾宝山,李春苗,尹彬,付元,李守国,李善鹏. 煤炭学报. 2017(03)
[8]基于CHEMKIN的可燃气体爆炸下限模拟研究[J]. 杨鹏,潘勇,蒋军成,向彭涛,程思远. 消防科学与技术. 2016(11)
[9]FLACS在受限空间可燃气体爆炸传播研究中的应用[J]. 徐景德,李晖,郝旭. 华北科技学院学报. 2016(03)
[10]混合气体爆炸四方图原理及其应用[J]. 吴兵,雷柏伟,彭燕,周瑶. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2013(10)
博士论文
[1]煤矿火区瓦斯爆炸危险性演化规律研究[D]. 李诚玉.辽宁工程技术大学 2015
[2]轴对称约束条件下可燃气云爆燃强度研究[D]. 杨国刚.大连理工大学 2006
[3]开敞空间可燃气云爆炸的压力场研究[D]. 毕明树.大连理工大学 2001
硕士论文
[1]受限空间可燃气体爆炸数值模拟[D]. 吴卫卫.东北大学 2013
[2]室内燃气泄漏爆炸力及影响因素的研究[D]. 周月琴.山东建筑大学 2013
[3]开敞空间可燃气体扩散规律与爆燃现象的研究[D]. 牛坤.河北工业大学 2007
[4]泄爆过程的数值模拟和实验验证[D]. 段佳.南京理工大学 2004
[5]开敞空间可燃气云爆炸研究[D]. 孙博.大连理工大学 2000
本文编号：2918221
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