甲烷爆炸冲击波对动物损伤研究

发布时间：2020-12-10 04:48

　　随着由甲烷等碳氢化合物为燃料的空气炸弹在战场上的杀伤和破坏效应日渐显著，各国科学家们先后对燃料空气炸弹进行了深入研究。在此基础上，开发了许多新型功能的燃料空气炸弹以满足攻击不同地下目标的需求。近些年来，这些研究主要集中在新型云爆剂的开发、起爆方式的改进、云爆效应的超压分配规律，但对于云爆效应的战场效能和爆炸冲击波对人员损伤生物学效应研究的较少。甲烷气体不仅是云爆剂的燃料之一，也是煤矿瓦斯气体的主要成份。由于煤炭事故频发，瓦斯爆炸给人民生命财产造成巨大损失，科学家们更多关注瓦斯爆炸火焰传播规律、引起煤尘二次爆炸机理、障碍物对爆炸特性的影响，但对于密闭空间内甲烷爆炸对动物损伤研究较少，对置障条件下密闭空间内对动物损伤研究未曾见报道。鉴于云雾爆轰效应产生的冲击波对人员及动物机体损伤与气体爆炸产生的冲击波对人员损伤有相似之处以及气体爆炸冲击波作用机体的靶位器官、病理改变研究的空白，本论文选择甲烷气体，利用大鼠作为模型动物，在模拟巷道内进行气体爆炸冲击波对动物损伤生物学效应、损伤机理以及损伤部位及程度等研究。首先，本文研究了管道内浓度为10%甲烷-空气预混气体爆炸对不同位置、不同姿势大鼠的肺、肝... 

【文章来源】：中北大学山西省

【文章页数】：135 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 研究目的和意义
    1.2 甲烷爆炸对动物损伤的研究现状
        1.2.1 甲烷爆炸对人员损伤的类型
        1.2.2 甲烷爆炸对动物的伤害表现
        1.2.3 国外研究现状
        1.2.4 国内研究现状
    1.3 本文研究的主要内容
2 甲烷爆炸对动物损伤模型研究进展
    2.1 甲烷爆炸化学机理分析
        2.1.1 甲烷爆炸的必备条件
        2.1.2 甲烷爆炸机理
    2.2 火焰加速机理
        2.2.1 层流火焰加速机理
        2.2.2 湍流火焰加速机理
    2.3 冲击波的传播
        2.3.1 正反射
        2.3.2 规则斜反射
        2.3.3 马赫反射
        2.3.4 环流作用
    2.4 损伤模型研究进展
        2.4.1 火球热辐射损伤事故伤害模型
        2.4.2 冲击波损伤事故伤害模型
        2.4.3 部分冲量标准损伤模型
        2.4.4 胸部和肺组织生物力学损伤模型
        2.4.5 肺部气体交换和呼吸损伤模型
        2.4.6 全身心肺循环和呼吸损伤模型
        2.4.7 Injury 软件对冲击伤的评估
    2.5 本章小结
3 管道内甲烷爆炸对动物损伤试验研究
    3.1 试验设备与仪器
        3.1.1 爆炸试验设备
        3.1.2 大鼠固定笼设计
        3.1.3 主要试验仪器
    3.2 试验材料与方法
        3.2.1 试验材料
        3.2.2 甲烷爆炸试验方法
        3.2.3 病理切片制备方法
    3.3 管道内甲烷爆炸对动物损伤试验
        3.3.1 试验方法
        3.3.2 肺损伤试验结果与分析
        3.3.3 肝、脾损伤试验结果与分析
    3.4 大鼠姿势对爆炸损伤影响试验
        3.4.1 试验方法
        3.4.2 肺损伤试验结果与分析
        3.4.3 肝损伤试验结果与分析
    3.5 爆炸次数对大鼠损伤试验
        3.5.1 试验方法
        3.5.2 肺损伤试验结果与分析
        3.5.3 肝损伤试验结果与分析
    3.6 本章小结
4 置障管道内甲烷爆炸对动物损伤试验研究
    4.1 置障管道内甲烷爆炸特性试验研究
        4.1.1 障碍物阻塞率对甲烷爆炸特性的影响
        4.1.2 障碍物数量对甲烷爆炸特性的影响
        4.1.3 障碍物间距对甲烷爆炸特性的影响
    4.2 置障管道内甲烷爆炸对大鼠损伤试验
        4.2.1 试验方法
        4.2.2 肺损伤试验结果与分析
        4.2.3 肝、脾损伤试验结果与分析
    4.3 本章小结
5 甲烷爆炸冲击波对人员损伤评估
    5.1 冲击波超压对人损伤评估
        5.1.1 动物损伤超压计算方法
        5.1.2 动物损伤超压计算公式的检验
        5.1.3 动物损伤超压计算公式的修正
        5.1.4 人员损伤超压的计算
    5.2 甲烷爆炸冲击波伤害区域划分
        5.2.1 冲击波伤害破坏作用定量分析方法
        5.2.2 井下巷道甲烷爆炸冲击波损伤区域划分
        5.2.3 井下巷道甲烷爆炸冲击波损伤区域计算
    5.3 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 不足与展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]爆轰应力波在高瓦斯煤层中的传播和衰减特性[J]. 蔡峰,刘泽功,LUO Yi.  煤炭学报. 2014(01)
[2]高压氧治疗对脊髓损伤大鼠脾脏组织病理的影响[J]. 张旭,黄怀,陈辉强,古菁,叶水林,陈晓东,张伟.  广州医学院学报. 2013(03)
[3]爆炸冲击波对人体胸部创伤机理的有限元方法研究[J]. 周杰,陶钢,潘保青,张洪伟.  爆炸与冲击. 2013(03)
[4]爆炸冲击波作用下工事舱室内动物损伤效应试验研究[J]. 范俊奇,董宏晓,高永红,楼梦麟,赖西南.  振动与冲击. 2013(09)
[5]爆炸冲击波对肺损伤的数值模拟[J]. 周杰,陶钢,王健.  爆炸与冲击. 2012(04)
[6]爆炸空气冲击波对动物伤害效应试验研究[J]. 唐献述,王树民,龙源,纪冲.  工程爆破. 2012(02)
[7]高原低氧大鼠肺组织超微结构及其低氧诱导因子1α的表达(英文)[J]. 刘忠,李文华.  中国组织工程研究与临床康复. 2011(37)
[8]急性肺栓塞大鼠肺泡Ⅱ型上皮细胞形态及功能变化[J]. 刘春萍,崔俊玉,陈杭薇,陶然,张力华,陆慰萱.  山西医科大学学报. 2011(01)
[9]某船冲击试验兔损伤效应研究[J]. 李政年,柯文棋,乐秀鸿,周宏元,黄建松,徐建华,余浩.  海军医学杂志. 2010(04)
[10]障碍物影响下瓦斯爆炸压力传播规律研究[J]. 侯万兵,谭迎新,袁宏甦.  中国煤层气. 2009(06)



本文编号：2908109