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瓦斯爆炸特性的实验尺度效应研究

发布时间:2018-04-03 20:43

  本文选题:瓦斯爆炸 切入点:管道系统 出处:《辽宁工程技术大学》2017年硕士论文


【摘要】:瓦斯爆炸是煤矿安全生产中破坏较大的事故之一,对瓦斯爆炸规律的研究一直是煤矿安全事故研究的重点。由于瓦斯爆炸破坏性大,对爆炸特性的研究多在实验平台上进行。多年来,国内外众多学者针对自己的实验方案搭建了不同形状和尺寸的实验平台,得出了很多实验平台上爆炸规律的结论。论文在辽宁工程技术大学容器—管道实验平台瓦斯爆炸规律研究的基础上,查阅收集了该领域内其它研究人员的实验数据,综合对比分析了不同尺寸的管道系统和容器—管道系统的爆炸特性。数值计算了不同尺度的管道系统瓦斯爆炸特性,研究了巷道支护对瓦斯爆炸特性传播的影响。研究结果表明:在管道系统中,爆炸压力在不同长度和管径的实验管道系统中的传播有着相同的走势,瓦斯爆炸传播过程中火焰传播速度存在明显的尺寸效应。当管径大于临界阻火直径时,尺寸较小时,火焰传播速度表现较大,而随着尺寸增大,火焰传播速度出现减小的趋势。在两种不同尺寸的容器—管道系统中,爆炸压力随时间的传播趋势是一样的,传播趋势为爆炸压力在短时间内迅速上升到最大值,之后下降。不同浓度的瓦斯爆炸的冲击波特性在容器—管道系统中存在着明显差异,瓦斯浓度的增大也使爆炸压力上升速率增大;通过数值模拟发现管道截面尺寸增大,管道中火焰面发展充满管道时间增加;管道末端火焰面“内凹”效果越明显;火焰面发展至相同位置时,大尺寸管道中平均温度较高。存在支护条件管道瓦斯爆炸较无支护管道相比,瓦斯爆炸压力升高;瓦斯压力存在明显振荡,支护尺寸增大,瓦斯爆炸压力最大上升速率升高;随着支护尺寸增大,火焰面发展至相同位置时,巷道平均温度下降。
[Abstract]:Gas explosion is one of the most destructive accidents in coal mine safety production. The study of gas explosion law has always been the focus of coal mine safety accident research.Because of the destructive nature of gas explosion, the research of explosion characteristics is mostly carried out on the experimental platform.For many years, many scholars at home and abroad have built different shape and size experimental platforms for their own experimental schemes, and have drawn the conclusion of explosion law on many experimental platforms.On the basis of the research on the gas explosion law of the container-pipeline experimental platform of Liaoning University of Engineering and Technology, the experimental data of other researchers in this field have been consulted and collected in this paper.The explosion characteristics of different size pipeline system and vessel-pipeline system are analyzed and compared.The characteristics of gas explosion in pipeline system with different scales are numerically calculated, and the influence of roadway support on the propagation of gas explosion characteristics is studied.The results show that the propagation of explosion pressure in the experimental pipeline system of different lengths and diameters has the same trend, and the flame propagation velocity has obvious size effect in the process of gas explosion propagation.When the diameter of the pipe is larger than the critical flame resistance diameter, the flame propagation velocity is larger when the size is small, but with the increase of the size, the flame propagation velocity decreases.The propagation trend of explosion pressure with time is the same in two kinds of container-pipeline systems with different sizes. The propagation trend is that the explosive pressure rises rapidly to the maximum in a short time and then decreases.The shock wave characteristics of different concentrations of gas explosion are obviously different in the container-pipeline system, and the increase of gas concentration also increases the rate of explosion pressure rise, through numerical simulation, it is found that the section size of pipeline increases.When the flame surface develops to the same position, the average temperature in the large scale pipeline is higher.The gas explosion pressure of pipeline is higher than that of unsupported pipeline, the gas pressure oscillates obviously, the support dimension increases, the maximum rate of gas explosion pressure rises; with the increase of support size, the gas explosion pressure increases with the increase of support size.When the flame surface reaches the same position, the average temperature of roadway decreases.
【学位授予单位】:辽宁工程技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TD712.7

【参考文献】

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本文编号:1706834

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