爆炸反应管的研制及管内气体燃爆特性研究

发布时间：2022-02-12 00:54

　　近年来,随着预混可燃气体在工业生产、民用建筑以及交通运输领域的实际运用越来越广泛,各类输气管道及密闭容器内预混可燃气体的泄漏及爆炸事故也频频发生,造成了严重的人员伤亡和财产损失。同时,由于传统工业的发展主要依赖于煤、石油和天然气等不可再生的化石燃料的大量消耗,已造成严重的能源匮乏和环境污染等问题。氢气作为未来一种无污染的理想可燃气体燃料,且相比其它含碳可燃气体,具有点火能低、燃烧极限范围广、层流燃烧速度和扩散性较高、熄火距离较小和熄火拉伸率较大等特性。它的燃烧过程、火焰面动态结构以及爆炸动力学行为也呈现出不同的特性和规律,为此,开展氢气/空气预混气体燃爆过程和燃爆特性的研究势在必行。然而,探究预混氢气/空气燃爆特性以及不同点火条件、初始条件、管道尺寸效应和各种管道结构对其燃爆特性的影响研究能对工业管道设计和燃爆事故的预防措施提供重要的参考,同时,基于预混气体燃爆理论,开发和利用氢能并将其用于新材料制备领域,通过对纳米材料的微观结构和合成机理的研究,反馈到对氢气/空气燃爆特性和燃烧理论研究,建立二者相互影响、相互联系机制,也是一种全新的研究思路和方法。基于此,本文首先运用气相爆轰理论和强... 

【文章来源】：辽宁工业大学辽宁省

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

燃气管道泄漏及爆炸事故

即：球形火焰、指尖形火焰、接触壁面火焰和经典的郁金香过实验研究发现密闭管内预混 H2/Air 燃烧火焰在形成经典的 Tulip 火弯曲，最终形成了三重褶皱的郁金香火焰面，如图 1.2 所示，并认为火焰面的形成与 Taylor 不稳定性有关。然而，Bychkov[23]等根据所提和 Tulip 形成的理论模型认为 Tulip 火焰的形成与雷诺数有关。此外，度差[24]、火焰锋面与压力波相互作用[25]、管壁约束导致的火焰面arkstein 不稳定性[26]、速度分布和 Darrieus-Lansau[27-28]等因素均对 Tul影响。沈晓波[29]通过实验对比研究了预混 H2/Air 和 C3H8/Air 褶皱的直管道内传播过程的差异性。张冰冰等[30]实验研究 CH4/Air 预混气体力波的传播规律，揭示了受限空间内反射波对预混气体爆炸过程与管[31]。以上实验研究成果的不断报道有力地推动了燃爆理论研究的发展

3 爆炸反应管的研制及其应用探索3.1 引言本章节将详细介绍自行研究的爆炸反应装置的组成结构，并进行管道爆炸压力的估算及管道强度验算。基于此爆炸装置设计了一组预混 H2/Air 爆炸反应压力测试实验方案，探讨爆炸反应管内不同位置处爆炸压力的差异性以及初始温度和燃气混合比例对爆炸压力的影响规律。最后，利用该爆炸反应装置来制备纳米材料，以期探索爆炸反应管的实际应用，为实际工程领域提出新的研究思路。3.2 爆炸反应管的研制3.2.1 爆炸反应管的组成结构及几何尺寸


本文编号：3621172