本文關(guān)鍵詞： 波紋阻火器 淬熄 “郁金香”火焰 爆燃火焰速度 爆炸壓力　出處：《爆炸與沖擊》2017年02期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：對乙烯-空氣預(yù)混火焰在波紋管道阻火器中的傳播與淬熄過程進行了實驗和數(shù)值模擬研究,實驗結(jié)果顯示:當(dāng)乙烯接近當(dāng)量濃度時,預(yù)混氣體爆炸壓力變化過程可分為4個階段,等壓燃燒階段、緩慢上升階段、快速上升階段和壓力振蕩階段;在爆炸過程中,由于反射壓力波和火焰相互作用的影響,超壓值出現(xiàn)多次振蕩,壓力振蕩階段一般可以持續(xù)數(shù)十毫秒;乙烯-空氣火焰?zhèn)鞑ニ俣入S管徑增加、阻火單元波紋高度減小呈遞增趨勢,而且隨著阻火單元厚度的增加,阻火器的阻火能力明顯提高,可以更有效地使火焰淬熄。數(shù)值模擬結(jié)果顯示:在管道封閉端點火后,火焰面呈半球形并以層流擴散的方式向四周傳播;當(dāng)火焰?zhèn)鞑サ焦艿辣诿鏁r,在管道壁面的約束作用下,火焰面發(fā)生變形,壁面附近的火焰逐漸超過了管道軸線附近的火焰,最后形成了"郁金香"狀的火焰結(jié)構(gòu);當(dāng)爆燃火焰經(jīng)過阻火單元時,高溫已燃氣體被其吸收大量熱量,同時在反應(yīng)區(qū)產(chǎn)生的稀疏波作用下,氣體溫度逐漸降低、化學(xué)反應(yīng)速率迅速減小,最終導(dǎo)致火焰被熄滅。通過模擬計算結(jié)果可以看出,在整個爆炸過程中,火焰?zhèn)鞑ニ俣扰c爆炸壓力波動均較為明顯。并提出了孔隙率和阻火單元厚度對火焰?zhèn)鞑サ挠绊憴C制。基于傳熱學(xué)理論模型,并結(jié)合實驗數(shù)據(jù),得出了爆燃火焰速度與爆炸壓力之間的關(guān)系,為工業(yè)裝置阻火器的設(shè)計和選型提供更為準確的參考依據(jù)。
[Abstract]:The propagation and quenching process of ethylene-air premixed flame in bellows are studied experimentally and numerically. The experimental results show that when ethylene is close to equivalent concentration, The process of pressure variation of premixed gas explosion can be divided into four stages: isobaric combustion stage, slow rising stage, rapid rising stage and pressure oscillation stage. The pressure oscillation stage usually lasts for tens of milliseconds, and the propagation velocity of ethylene-air flame increases with the pipe diameter, and the corrugation height of the flame arrester unit decreases with the increase of the thickness of the flame arrester unit. The flame quench can be effectively quenched by the fire arrester. The numerical simulation results show that the flame surface is hemispherical and propagated in the form of laminar diffusion after igniting at the closed end of the pipe. When the flame propagates to the pipe wall, under the restraint of the pipe wall, the flame surface is deformed, the flame near the wall gradually exceeds the flame near the pipeline axis, and finally the "tulip" flame structure is formed. When the deflagration flame passes through the flame arrester unit, the high temperature gas body is absorbed by it, and the gas temperature decreases gradually and the chemical reaction rate decreases rapidly under the action of sparse wave generated in the reaction zone. And eventually the flame was extinguished. From the results of the simulation, we can see that during the whole explosion, The flame propagation velocity and explosion pressure fluctuate obviously. The influence mechanism of porosity and the thickness of fire resistance unit on flame propagation is proposed. Based on the theoretical model of heat transfer, and combined with the experimental data, The relationship between deflagration flame velocity and explosion pressure is obtained, which provides a more accurate reference basis for the design and selection of industrial igniter.
【作者單位】： 大連理工大學(xué)化工機械學(xué)院;沈陽特種設(shè)備檢測研究院;
【基金】：國家質(zhì)檢總局科技計劃項目(2011QK083) 沈陽市科技計劃項目(F14-048-2-00)
【分類號】：X932

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本文編號：1498343