【摘要】：可燃?xì)怏w爆炸每年都會造成巨大的財產(chǎn)損失及人員傷亡,受到試驗場地、測試手段、實驗經(jīng)費等限制,數(shù)值模擬成為研究可燃?xì)怏w爆炸的重要手段。 本論文在理論分析和借鑒前人研究基礎(chǔ)上,利用FLUENT軟件中k-∈湍流模型、zimont湍流燃燒模型、概率密度函數(shù)(PDF)方法,建立了密閉空間可燃?xì)怏w爆燃數(shù)值模型,并編寫UDF文件對zimont模型進(jìn)行修正。通過對比prePDF計算常見氣體燃燒溫度與他人實驗數(shù)據(jù),結(jié)果一氧化碳、甲烷、乙烯、乙炔模擬值、實驗值誤差在5%之內(nèi),認(rèn)為FLUENT內(nèi)置熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫可作為生成模型熱力學(xué)參數(shù)的求解數(shù)據(jù)庫；對比不同濃度、不同初始溫度條件下一氧化碳爆炸最大壓力的實驗值與模擬值,實驗、模擬誤差在20%之內(nèi),模擬值所得超壓值高于實驗值；同時發(fā)現(xiàn),該模型在化學(xué)計量濃度、初始高溫環(huán)境時有更好的適用性。這是因為用prePDF處理的熱力學(xué)數(shù)據(jù)在化學(xué)計量濃度附近具有更小的誤差,而初始高溫環(huán)境使得爆炸過程中加熱未燃?xì)怏w造成的熱損失更小的原因。 為了校驗?zāi)Ｐ蛯Νh(huán)境的適用性,對甲烷在直管道、開口管道、有阻塞管道內(nèi)的可燃?xì)怏w爆燃情況做了模擬實驗研究。對比50ms時管道內(nèi)動壓等高線與過程變量等高線圖,證明“兩波三區(qū)”的存在,也證明該管道內(nèi)火焰?zhèn)鞑ミ^程為爆燃；截取不同時刻管道內(nèi)爆炸火焰?zhèn)鞑囟仍茍D,得到火焰在管道內(nèi)形成、發(fā)展、熄滅過程中火焰?zhèn)鞑ニ俣�、爆燃溫度、壓力變化�?guī)律；開口管道沒有壓力集聚的條件,火焰?zhèn)鞑ミ^程較密閉管道快很多,但最大超壓很�。辉趦�(nèi)置障礙物管道內(nèi),火焰?zhèn)鞑ニ俣仍谡系K物變大,使得壓力在該處突然躍升,而是整個爆炸過程加快,但是最終的爆炸壓力并沒有升高。 通過以上數(shù)值模擬實驗,證明所建爆燃數(shù)值模型可以用于工程實踐,對尋找可燃?xì)怏w爆炸規(guī)律,降低可燃?xì)怏w爆炸造成的損失及事故調(diào)查提供指導(dǎo)意見。
[Abstract]:The explosion of combustible gas will cause huge property losses and casualties every year, which is limited by the test site, test means, experimental funds and so on. Numerical simulation has become an important means to study the explosion of combustible gas. On the basis of theoretical analysis and reference of previous studies, the numerical model of combustible gas deflagration in airtight space is established by using k- 鈭，

本文編號：2362909