為了研究瓦斯爆炸過程中壓力、溫度等參數(shù)變化規(guī)律,利用Simtec軟件并基于大渦模型模擬研究了壁面輻射系數(shù)分別為0. 9、0. 1條件下密閉近球體容器中甲烷體積分數(shù)為6%～14%時的預(yù)混氣體爆炸過程,并將模擬結(jié)果與已發(fā)表的實驗結(jié)果進行對比。結(jié)果表明:當(dāng)壁面輻射系數(shù)為0. 1時,模擬結(jié)果與實驗結(jié)果吻合性較好;爆炸壓力、溫度先迅速增高而后下降,其中溫度震蕩緩慢下降;最大爆炸超壓和最大壓力上升速率在峰值左側(cè)呈正相關(guān)關(guān)系,在峰值右側(cè)呈負相關(guān)關(guān)系。 

【文章來源】：礦業(yè)安全與環(huán)保. 2020,47(02)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

密閉近球體容器數(shù)值模擬幾何形狀

輻射是影響密閉空間瓦斯爆炸的重要因素，材料表面輻射系數(shù)與材料的種類、壁面溫度，以及材料表面的粗糙度有關(guān)。輻射系數(shù)為0.9、0.1時模擬得到不同甲烷濃度(甲烷體積分數(shù))下的爆炸超壓并與實驗數(shù)據(jù)對比，結(jié)果如圖2所示。在甲烷體積分數(shù)為6%～12%、輻射系數(shù)為0.1時最大相對誤差為6.09%，最小相對誤差為0.85%。由圖2可知，當(dāng)壁面輻射系數(shù)為0.1時，模擬計算得到的結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)的偏差最小，在甲烷體積分數(shù)為6%～12%時模擬結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)有較好的吻合關(guān)系。表明壁面輻射系數(shù)對密閉空間瓦斯爆炸數(shù)值模擬精度有重要影響。

對擬合結(jié)果進行優(yōu)度檢驗，相關(guān)系數(shù)R2為0.965 897。擬合二次函數(shù)曲線如圖3所示。由圖3可知，瓦斯爆炸超壓最大值在二次函數(shù)最高點(11.581 0,0.745 1)處取得。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]分岔管道內(nèi)瓦斯爆炸火焰?zhèn)鞑ヒ?guī)律實驗及數(shù)值模擬[J]. 解北京,杜玉晶,王亮.  重慶大學(xué)學(xué)報. 2019(06)
[2]20 L近球形容器中微米級鋁粉的爆炸特性[J]. 陳曉坤,張自軍,王秋紅,鄧軍,李海濤,徐青峰.  爆炸與沖擊. 2018(05)
[3]采空區(qū)煤自然發(fā)火與瓦斯爆炸耦合機理研究[J]. 尹彬,陸衛(wèi)東,賈寶山,李春苗,李守國.  礦業(yè)安全與環(huán)保. 2017(02)
[4]管道瓦斯爆炸流場及其影響因素數(shù)值模擬研究[J]. 祝釗.  中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2017(02)
[5]管道內(nèi)瓦斯爆炸沖擊作用特性數(shù)值模擬研究[J]. 柳偉,葉青,伍堂銳.  礦業(yè)工程研究. 2016(03)
[6]基于FLACS的受限空間瓦斯爆炸數(shù)值模擬[J]. 羅振敏,張群,王華,程方明,王濤,鄧軍.  煤炭學(xué)報. 2013(08)
[7]點火能量對瓦斯爆炸壓力影響的實驗研究[J]. 李潤之,司榮軍.  礦業(yè)安全與環(huán)保. 2010(02)
[8]連通容器氣體爆炸流場的CFD模擬[J]. 王志榮,蔣軍成,鄭楊艷.  化工學(xué)報. 2007(04)
[9]甲烷-煤塵爆炸波與障礙物相互作用的數(shù)值研究[J]. 張莉聰,徐景德,吳兵,楊庚宇.  中國安全科學(xué)學(xué)報. 2004(08)
[10]湍流燃燒數(shù)值模擬研究的綜述[J]. 張會強,陳興隆,周力行,陳昌麟.  力學(xué)進展. 1999(04)

博士論文
[1]地下狹長空間轟燃演化機理的實驗與理論研究[D]. 李松陽.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
[2]點火能量與初始壓力對瓦斯爆炸特性的影響研究[D]. 李潤之.山東科技大學(xué) 2010
[3]受限空間氣體爆炸傳播及其動力學(xué)過程研究[D]. 王志榮.南京工業(yè)大學(xué) 2005

碩士論文
[1]大渦模擬和低雷諾數(shù)k-ε模型對浮升流的數(shù)值研究[D]. 張玉洲.杭州電子科技大學(xué) 2018



本文編號：3137039