腔體內(nèi)置水、粉對瓦斯爆炸沖擊波消減機制數(shù)值模擬研究

發(fā)布時間：2020-08-29 11:05

　　根據(jù)近幾年的事故統(tǒng)計,瓦斯爆炸事故在煤礦安全生產(chǎn)中占有很大的比例,并且瓦斯爆炸給人們帶來的傷害也是十分殘酷的,因此,研究瓦斯爆炸的機理以及沖擊波能量的消減對預(yù)防煤礦瓦斯爆炸事故的發(fā)生至關(guān)重要。目前,對瓦斯爆炸的抑制主要分為主動式抑爆和被動式抑爆,而主動式抑爆技術(shù)措施存在著靈敏度低、穩(wěn)定性差以及維護成本較高等缺點,很難在煤礦安全生產(chǎn)中廣泛的應(yīng)用;因此,本文主要利用被動式抑爆措施的原理,利用數(shù)值模擬對腔體內(nèi)置水、粉體的沖擊波能量消減情況進行研究,不僅為減輕瓦斯爆炸傷害提供新的理論依據(jù)而且還對煤礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著非凡的意義。本文主要借用理論、模擬以及實驗研究的方法對內(nèi)置水、粉的瓦斯爆炸沖擊波消減機制進行研究,借助數(shù)值模擬對瓦斯爆炸在直管道500*500*200單一腔體、內(nèi)置水的500*500*200單一腔體、內(nèi)置粉的500*500*200單一腔體、500*500*200和300*500*200的組合腔體、內(nèi)置水的500*500*200和300*500*200組合腔體、內(nèi)置粉的500*500*200和300*500*200組合腔體結(jié)構(gòu)進行數(shù)值模擬,發(fā)現(xiàn)內(nèi)置粉的500*500*200和300*500*200組合腔體結(jié)構(gòu)對瓦斯爆炸消波效果相對最佳,對沖擊波超壓的衰減幅度約為56.7%;同時,本文又借用管徑為200mm,長度為34m的大型圓管瓦斯爆炸實驗系統(tǒng)對數(shù)值模擬進行驗證,同時配套同步壓力等數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),開展了系列瓦斯爆炸實驗。得出實驗結(jié)果與瓦斯爆炸在內(nèi)置ABC干粉的單一空腔結(jié)構(gòu)和組合腔體中的數(shù)值模擬結(jié)果的變化規(guī)律相同,內(nèi)置ABC干粉的單一空腔結(jié)構(gòu)和組合結(jié)構(gòu)對沖擊波峰值超壓的衰減幅度分別為35.9%和50.3%,均是內(nèi)置ABC干粉的組合腔體的消波效果更佳。數(shù)值模擬和實驗數(shù)據(jù)以及其規(guī)律性的結(jié)論可以為瓦斯爆炸的防治提供新的思路,對預(yù)防瓦斯的爆炸事故具有著重要的科學價值與現(xiàn)實意義。圖41表7參考文獻101
【學位單位】：安徽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TD712.7
【部分圖文】：