气粉两相混合体系爆炸及泄放特性研究
发布时间：2023-03-25 00:14
工业生产过程中,可燃气体与可爆粉尘共存的两相混合体系较为常见,其潜在的爆炸风险为生产安全带来严重威胁。深入理解两相体系爆炸及泄放特性,可为完善爆炸理论,构建科学的爆炸泄放技术提供指导。现有研究基本明确了两相体系在爆炸特性上具有独特特征,但还不够完善,尤其是两相体系爆炸及泄放特性与单相体系参数之间的量化关系还未被理解。鉴于此,本文采用实验与理论相结合的方法,分析了气粉两相混合体系爆炸下限、最大爆炸压力和爆炸指数的变化规律,在此基础之上,研究了两相体系的爆炸泄放特性。本文主要内容和结论如下:(1)改进了 20L球形爆炸装置,采用预混气体扬尘的方式构建两相体系,在相同初始湍流条件下对甲烷、乙烯、石松子、聚乙烯以及甲烷-石松子、甲烷-聚乙烯、乙烯-石松子、乙烯-聚乙烯四种两相体系的爆炸及泄放特征参数进行了测试。(2)研究了两相体系爆炸下限变化规律。根据可燃气体化学反应活性和粉尘分解特性对两相体系爆炸下限的影响,定义了定量评估两相体系爆炸危险性的参数——极限因子η,构建了关联单相介质最大爆炸压力(气体PmaxG、粉尘PmaxSt)和爆炸指数(气体KG、粉尘Kst)的极限因子计算方法:η= 5.1...
【文章页数】：151 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号表
1 绪论
1.1 背景和意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外相关工作研究进展
1.2.1 爆炸感度参数研究现状
1.2.2 爆炸强度参数研究现状
1.2.3 爆炸泄放特性研究现状
1.2.4 研究现状总结
1.3 本文研究内容
1.3.1 现有研究存在的问题和不足
1.3.2 本文研究内容
1.4 本文技术路线
2 实验平台搭建及实验材料
2.1 平台搭建过程的几个问题
2.1.1 容器体积的确定
2.1.2 特征参数测量时的初始湍流程度设置
2.1.3 爆炸泄放的实现
2.2 实验平台流程及结构
2.2.1 爆炸容器
2.2.2 扬尘系统
2.2.3 点火装置
2.2.4 泄放装置
2.2.5 高速摄影系统
2.2.6 控制及数据采集系统
2.3 材料的选取及物性分析
2.3.1 介质的选取依据
2.3.2 粉尘粒径和结构
2.3.3 粉尘热特性
2.3.4 甲烷和乙烯物化特性
2.4 本章小结
3 气粉两相混合体系爆炸下限变化规律研究
3.1 爆炸判定准则及爆炸下限测量方法
3.1.1 爆炸是否发生的判定准则
3.1.2 单相及两相体系爆炸下限测量方法
3.2 气粉两相混合体系爆炸下限变化规律
3.2.1 测量结果
3.2.2 气粉两相混合体系爆炸下限变化规律分析
3.3 单相介质对气粉两相混合体系爆炸下限影响的差异性分析
3.3.1 气体对气粉两相混合体系爆炸下限影响的差异性
3.3.2 粉尘对气粉两相混合体系爆炸下限影响的差异性
3.3.3 气粉两相混合体系爆炸危险性的定量评估
3.4 气粉两相混合体系爆炸下限预测方法
3.4.1 现有预测方法的可靠性探讨
3.4.2 基于气粉两相混合体系危险性定量评估参数的新预测方法
3.5 本章小结
4 气粉两相混合体系爆炸强度参数变化规律研究
4.1 强度参数的获取方法
4.2 单相介质爆炸强度参数变化规律
4.2.1 测量结果
4.2.2 结果分析及讨论
4.3 气粉两相混合体系爆炸强度参数变化规律
4.3.1 气粉两相混合体系爆炸压力Pex变化规律
4.3.2 气粉两相混合体系爆炸压力上升速率(dP/dt)ex变化规律
4.3.3 气粉两相混合体系最大爆炸压力和爆炸指数变化规律
4.3.4 可燃气体、粉尘和气粉两相混合体系爆炸强度大小关系讨论
4.4 气粉两相混合体系最大爆炸压力和爆炸指数预测方法
4.4.1 最大爆炸压力预测方法
4.4.2 爆炸指数预测方法
4.5 单相介质对气粉两相混合体系爆炸强度影响的差异性分析
4.5.1 气体对两相体系爆炸强度影响的差异性
4.5.2 粉尘对气粉两相混合体系爆炸强度影响的差异性
4.6 本章小结
5 气粉两相混合体系爆炸泄放特性研究
5.1 泄放装置静态动作压力测定
5.2 泄爆压力变化规律
5.2.1 泄爆压力测试方法
5.2.2 泄爆压力变化规律分析
5.3 泄爆火焰结构变化规律
5.4 气粉两相混合体系爆炸泄放设计方法探讨
5.4.1 已有规范对气粉两相混合体系的适用性分析
5.4.2 气粉两相混合体系爆炸泄放设计方法的优化
5.5 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 创新点
6.3 展望
参考文献
攻读博士学位期间科研项目及科研成果
致谢
作者简介
本文编号：3770137
【文章页数】：151 页
【学位级别】：博士
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摘要
ABSTRACT
主要符号表
1 绪论
1.1 背景和意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外相关工作研究进展
1.2.1 爆炸感度参数研究现状
1.2.2 爆炸强度参数研究现状
1.2.3 爆炸泄放特性研究现状
1.2.4 研究现状总结
1.3 本文研究内容
1.3.1 现有研究存在的问题和不足
1.3.2 本文研究内容
1.4 本文技术路线
2 实验平台搭建及实验材料
2.1 平台搭建过程的几个问题
2.1.1 容器体积的确定
2.1.2 特征参数测量时的初始湍流程度设置
2.1.3 爆炸泄放的实现
2.2 实验平台流程及结构
2.2.1 爆炸容器
2.2.2 扬尘系统
2.2.3 点火装置
2.2.4 泄放装置
2.2.5 高速摄影系统
2.2.6 控制及数据采集系统
2.3 材料的选取及物性分析
2.3.1 介质的选取依据
2.3.2 粉尘粒径和结构
2.3.3 粉尘热特性
2.3.4 甲烷和乙烯物化特性
2.4 本章小结
3 气粉两相混合体系爆炸下限变化规律研究
3.1 爆炸判定准则及爆炸下限测量方法
3.1.1 爆炸是否发生的判定准则
3.1.2 单相及两相体系爆炸下限测量方法
3.2 气粉两相混合体系爆炸下限变化规律
3.2.1 测量结果
3.2.2 气粉两相混合体系爆炸下限变化规律分析
3.3 单相介质对气粉两相混合体系爆炸下限影响的差异性分析
3.3.1 气体对气粉两相混合体系爆炸下限影响的差异性
3.3.2 粉尘对气粉两相混合体系爆炸下限影响的差异性
3.3.3 气粉两相混合体系爆炸危险性的定量评估
3.4 气粉两相混合体系爆炸下限预测方法
3.4.1 现有预测方法的可靠性探讨
3.4.2 基于气粉两相混合体系危险性定量评估参数的新预测方法
3.5 本章小结
4 气粉两相混合体系爆炸强度参数变化规律研究
4.1 强度参数的获取方法
4.2 单相介质爆炸强度参数变化规律
4.2.1 测量结果
4.2.2 结果分析及讨论
4.3 气粉两相混合体系爆炸强度参数变化规律
4.3.1 气粉两相混合体系爆炸压力Pex变化规律
4.3.2 气粉两相混合体系爆炸压力上升速率(dP/dt)ex变化规律
4.3.3 气粉两相混合体系最大爆炸压力和爆炸指数变化规律
4.3.4 可燃气体、粉尘和气粉两相混合体系爆炸强度大小关系讨论
4.4 气粉两相混合体系最大爆炸压力和爆炸指数预测方法
4.4.1 最大爆炸压力预测方法
4.4.2 爆炸指数预测方法
4.5 单相介质对气粉两相混合体系爆炸强度影响的差异性分析
4.5.1 气体对两相体系爆炸强度影响的差异性
4.5.2 粉尘对气粉两相混合体系爆炸强度影响的差异性
4.6 本章小结
5 气粉两相混合体系爆炸泄放特性研究
5.1 泄放装置静态动作压力测定
5.2 泄爆压力变化规律
5.2.1 泄爆压力测试方法
5.2.2 泄爆压力变化规律分析
5.3 泄爆火焰结构变化规律
5.4 气粉两相混合体系爆炸泄放设计方法探讨
5.4.1 已有规范对气粉两相混合体系的适用性分析
5.4.2 气粉两相混合体系爆炸泄放设计方法的优化
5.5 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 创新点
6.3 展望
参考文献
攻读博士学位期间科研项目及科研成果
致谢
作者简介
本文编号：3770137
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/3770137.html
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