细长方形容器内障碍物对氢泄爆特性影响研究

发布时间：2021-06-06 01:48

　　氢能,一种未来可再生的清洁能源,受到国内外的广泛研究。由于氢气的燃烧范围广、点火能量低和燃烧速率快等特点,因此,氢气又被认为最危险的气体之一。一旦氢气发生偶然的燃烧爆炸,就会对生命和财产造成重大的威胁。泄爆技术是一种有效保护财产和生命不受威胁的手段之一。本文主要通过实验方法探究氢气浓度、泄口面积、阻塞比以分别与障碍物组合效应对氢气/空气预混气体燃烧爆炸特性影响的研究。具体地,通过纹影技术捕捉火焰图像,开展对火焰动力学传播特性的分析研究。通过压力传感器采集的压力曲线,开展对压力动态特性的分析研究。结合纹影技术捕捉到的火焰图像发现,无障碍物条件下容器内部火焰演化经历四个火焰形态,分别为手指形火焰面、平面火焰面、Tulip火焰面以及Distorted-Tulip火焰面。就手指形火焰前锋而言,其火焰前锋的褶皱形态主要归功于热扩散不稳定性和分子扩散不稳定的影响。在Tulip火焰之后的火焰面褶皱还需要归功于Distorted-Tulip火焰的演化发展。在障碍物情况下,由于火焰面受到障碍物诱导的反射波影响,火焰呈上凸下凹的形态向前传播。火焰通过障碍物后,由于障碍物诱导可燃气体形成湍流,从而导致火焰不... 

【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

能源危机

导致全球环境污染问题日益严重[4, 5]；如图1.2、1.3所示，冰川融化和粉尘排放。以上存在的问题严重影响了人类在地球上的生存和可持续发展。然而，氢能燃烧产物洁净、可再生，因此氢能是一种非常有前景的新能源，是一个突破能源危机的重大发展方向。不仅如此，与其他能源相比，氢能源是全天候的资源，来源主要是水，而水是地球上覆盖最广的资源，储量丰富，获取容易，来源广泛，原料成本低廉，所以氢能源的发展前景特别广阔。另外，氢气燃烧产生的热值所有化石燃料和生物燃料中最高的，达到142351

图 1.3 粉尘排放Fig1.3 Dust emission能利用也具有自身的弊端，氢气具有燃烧速度快、爆炸范围广（4%量低（0.0017mJ）[7]等特点，因此氢气燃料一直以“危险”著称。在运以及使用过程中极易发生爆炸事故。以下列举一些由于氢气原因故的案例：1967 年 9 月 9 日，大庆炼油厂氢气泄漏爆炸，导致 45 伤。2001 年 2 月 27 日，盐城市某化肥厂氢气泄漏爆炸，导致 5 人伤。2011 年 3 月 12 日，日本福岛核电站由于氢气起燃导致核电站

【参考文献】：
期刊论文
[1]障碍物对甲烷/氢气爆炸特性的影响[J]. 余明高,阳旭峰,郑凯,万少杰.  爆炸与冲击. 2018(01)
[2]氢能源的生产储备及国内外氢经济的发展对比和前景[J]. 程之星.  石化技术. 2017(05)
[3]点火位置对氢气-空气预混气体泄爆过程的影响[J]. 曹勇,郭进,胡坤伦,邵珂,杨帆.  爆炸与冲击. 2016(06)
[4]管道氢气-空气预混气体爆炸特征的试验研究[J]. 路长,李毅,潘荣锟.  安全与环境学报. 2016(03)
[5]采用泄爆管的粉尘爆炸在泄放过程中的压力特性[J]. 喻健良,闫兴清,李迪.  爆炸与冲击. 2012(06)
[6]柱形压力容器开口泄爆过程数值模拟研究[J]. 董冰岩,彭旭.  中国安全科学学报. 2011(11)
[7]我国新能源发展障碍与应对:全球现状评述[J]. 闫强,陈毓川,王安建,王高尚,于汶加,陈其慎.  地球学报. 2010(05)
[8]化石能源造成的“温室”效应[J]. 吴博任.  环境. 2006(02)
[9]中国化石燃料环境污染治理重点及措施[J]. 刘志逊,刘珍奇,黄文辉.  资源·产业. 2005(05)

博士论文
[1]管道中氢—空气预混火焰传播动力学实验与数值模拟研究[D]. 肖华华.中国科学技术大学 2013

硕士论文
[1]氢气浓度对泄爆特性影响的实验研究[D]. 胡恒杰.安徽理工大学 2015



本文编号：3213341