瓦斯爆炸是煤礦安全的重大隱患之一,在受限的巷道空間內(nèi)瓦斯爆炸會產(chǎn)生高溫高壓,對作業(yè)空間內(nèi)的人和設備會造成極大損害,導致災難性后果。因此,研究瓦斯在受限空間的爆炸對于預防礦井瓦斯爆炸或減小瓦斯爆炸的損失具有重要的現(xiàn)實意義。在理論分析和借鑒前人研究成果的基礎上建立了描述瓦斯在受限空間內(nèi)爆炸的物理模型和數(shù)學模型,并且給出了數(shù)值模擬的初始條件和模型的邊界條件。采用有限速率／渦耗散模型（Finite-Rate/Eddy-Dissipation）來模擬瓦斯-空氣混合氣體的爆炸過程,使用SIMPLEC算法來處理爆炸過程中壓力和速度的關系,并且使用不平衡函數(shù)法處理了壁面附近的流場,提高了數(shù)值模擬的精度。為了精確捕捉瓦斯爆炸中流場和火焰陣面的變化,在模擬過程中使用了以溫度為標準的網(wǎng)格自適應加密技術。分別對密閉直管道和密閉分岔管道中的瓦斯-空氣混合氣體爆炸過程進行了數(shù)值模擬,重點研究了爆炸過程中火焰和沖擊波的傳播過程。混合氣體被點燃后,火焰從點火源向管道末端傳播,隨著傳播的進行管道內(nèi)的溫度和壓力不斷增加,當火焰?zhèn)鞑サ焦艿滥┒藭r爆炸結束,此時管道內(nèi)的壓力達到最大值。混合氣體在分岔管道中爆炸后火焰的傳播受到了... 

【文章來源】：太原理工大學山西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 選題背景及研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 瓦斯爆炸的破壞和傷害機理
        1.2.2 瓦斯爆炸機理研究
        1.2.3 瓦斯爆炸傳播規(guī)律的研究現(xiàn)狀
        1.2.4 瓦斯爆炸過程數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
        1.2.5 存在的問題
    1.3 研究的內(nèi)容、技術路線和研究方法
        1.3.1 研究的主要內(nèi)容
        1.3.2 研究方法與技術路線
第二章 瓦斯爆炸及爆炸傳播特性相關理論分析
    2.1 引言
    2.2 瓦斯爆炸的反應機理
        2.2.1 瓦斯爆炸方程
        2.2.2 瓦斯爆炸的條件
        2.2.3 瓦斯爆炸反應機理分析
    2.3 瓦斯爆炸傳播特性分析
        2.3.1 瓦斯爆炸沖擊波的結構和傳播特性
        2.3.2 瓦斯爆炸傳播的數(shù)學方程
    2.4 巷道瓦斯爆炸傳播的物理模型
        2.4.1 巷道瓦斯爆炸傳播的特點總結
        2.4.2 巷道瓦斯爆炸沖擊波傳播的物理模型
    2.5 本章小結
第三章 瓦斯爆炸傳播數(shù)學模型的建立及數(shù)值方法
    3.1 引言
    3.2 數(shù)學模型的建立
        3.2.1 基本假設
        3.2.2 均相湍流燃燒的時均方程組
        3.2.3 湍流模型
        3.2.4 燃燒模型
        3.2.5 壁面函數(shù)
    3.3 計算方法
        3.3.1 二維方程的離散
        3.3.2 壓力-速度耦合
    3.4 本章小結
第四章 受限空間內(nèi)瓦斯空氣混合氣體爆炸數(shù)值模擬研究
    4.1 引言
    4.2 模型建立和網(wǎng)格劃分
        4.2.1 幾何模型與計算區(qū)域
        4.2.2 網(wǎng)格劃分
        4.2.3 邊界條件和初始條件
    4.3 數(shù)值模擬結果分析
        4.3.1 瓦斯在直管道內(nèi)爆炸火焰發(fā)展和傳播過程
        4.3.2 瓦斯爆炸過程中溫度和壓力的變化
        4.3.3 瓦斯在分岔管道中爆炸特征分析
    4.4 本章小結
第五章 受限空間瓦斯爆炸數(shù)值模擬的有效性
    5.1 引言
    5.2 直管道內(nèi)瓦斯爆炸數(shù)值模擬的有效性
    5.3 分岔管道內(nèi)瓦斯爆炸數(shù)值模擬的有效性
第六章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 不足與展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]受限空間煤塵爆炸沖擊波傳播衰減規(guī)律研究[D]. 程磊.河南理工大學 2011
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碩士論文
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[5]內(nèi)置障礙物受限空間內(nèi)可燃氣體爆炸數(shù)值模擬[D]. 梁春利.大連理工大學 2005
[6]火焰在激波誘導下穩(wěn)定性問題的數(shù)值模擬與實驗驗證[D]. 靳建明.南京理工大學 2004



本文編號：3275431