本文關(guān)鍵詞：非瓦斯燃燒區(qū)瓦斯爆炸沖擊波在單向分岔管道內(nèi)的傳播規(guī)律研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：瓦斯爆炸事故是我國(guó)煤礦開(kāi)采中最嚴(yán)重的災(zāi)害之一。隨著機(jī)械化程度的提高和煤炭開(kāi)采深度的逐漸加深,瓦斯涌出量隨之增多,從而會(huì)造成瓦斯爆炸事故的概率增加。瓦斯爆炸事故不僅造成財(cái)產(chǎn)損失制約國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,而且威脅著煤礦井下工人的生命安全。因此,對(duì)瓦斯爆炸的研究具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。針對(duì)目前這種現(xiàn)狀,研究瓦斯爆炸沖擊波在單向分岔管道內(nèi)的傳播規(guī)律,對(duì)于預(yù)防和控制沖擊波的破壞和傷害作用有重要的意義。本文基于瓦斯爆炸理論,采用試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬兩種研究方法,針對(duì)非瓦斯燃燒區(qū)瓦斯爆炸沖擊波在單向分岔管道內(nèi)傳播衰減規(guī)律和經(jīng)過(guò)分岔管道后沖擊波的分流情況進(jìn)行了研究,其成果對(duì)預(yù)防、控制爆炸沖擊波的破壞和傷害,瓦斯爆炸事故救援決策提供理論與技術(shù)支持。在前人研究成果的基礎(chǔ)上,對(duì)瓦斯爆炸沖擊波傳播特性進(jìn)行了分析,介紹了瓦斯爆炸的機(jī)理、瓦斯爆炸沖擊波的傳播特性以及主要影響因素。在空間上瓦斯爆炸可以分為瓦斯燃燒區(qū)、非瓦斯燃燒區(qū)兩個(gè)區(qū)域。本文利用中國(guó)礦業(yè)大學(xué)的瓦斯爆炸實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行80mm*80mm管道瓦斯爆炸試驗(yàn)研究,分別從不同的角度對(duì)非瓦斯燃燒區(qū)瓦斯爆炸沖擊波在單向分岔管道情況下的傳播規(guī)律進(jìn)行了分析,得出了非瓦斯燃燒區(qū)瓦斯爆炸沖擊波在單向分岔情況下的傳播規(guī)律;發(fā)現(xiàn)了非瓦斯燃燒區(qū)瓦斯爆炸沖擊波超壓衰減系數(shù)和分流系數(shù)在管道不同分岔角度情況下與管道瓦斯填充長(zhǎng)度以及管道分岔角度的關(guān)系�；诹黧w動(dòng)力學(xué)基本原理,對(duì)分岔管道內(nèi)瓦斯爆炸傳播過(guò)程進(jìn)行適當(dāng)簡(jiǎn)化與合理假設(shè),利用數(shù)值模擬軟件Fluent計(jì)算分析了非瓦斯燃燒區(qū)瓦斯爆炸沖擊波在管道單向分岔情況下的超壓變化規(guī)律,得出了瓦斯爆炸沖擊波在管道單向分岔情況下的壓力分布云圖,并直觀地確定了沖擊波在管道單向分岔處的壓力分布情況。將模擬結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,驗(yàn)證了數(shù)值模擬結(jié)果的可靠性。本論文的研究成果豐富了瓦斯爆炸沖擊波傳播理論,為瓦斯爆炸事故控制措施的制定以及搶險(xiǎn)救災(zāi)提供了理論基礎(chǔ)。同時(shí)可以為井下的巷道布置和減小瓦斯爆炸災(zāi)害的損失提供一定的指導(dǎo)作用。
【關(guān)鍵詞】：非瓦斯燃燒區(qū) 瓦斯爆炸 沖擊波 數(shù)值模擬 單向分岔管道
【學(xué)位授予單位】：河南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TD712.7
【目錄】：

• 致謝4-6
• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 1 引言12-20
• 1.1 選題背景及研究意義12-14
• 1.1.1 選題背景12-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-18
• 1.2.1 瓦斯爆炸機(jī)理的研究14
• 1.2.2 瓦斯爆炸沖擊波傳播規(guī)律的實(shí)驗(yàn)的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.3 瓦斯爆炸沖擊波傳播規(guī)律的數(shù)值模擬的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.2.4 存在的不足17-18
• 1.3 本文研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線18-20
• 1.3.1 本文研究目的18
• 1.3.2 研究?jī)?nèi)容18
• 1.3.3 研究方法與技術(shù)路線18-20
• 2 瓦斯爆炸的相關(guān)理論分析20-26
• 2.1 瓦斯爆炸化學(xué)反應(yīng)機(jī)理20
• 2.2 瓦斯爆炸過(guò)程沖擊波的結(jié)構(gòu)20-22
• 2.3 管道內(nèi)瓦斯爆炸沖擊波的傳播特性22-23
• 2.4 管道內(nèi)瓦斯爆炸沖擊波傳播主要影響因素23-26
• 2.4.1 瓦斯燃燒區(qū)沖擊波傳播主要影響因素23-24
• 2.4.2 瓦斯爆炸非瓦斯燃燒區(qū)沖擊波傳播主要影響因素24-26
• 3 非瓦斯燃燒區(qū)瓦斯爆炸沖擊波在單向分岔管道內(nèi)傳播規(guī)律實(shí)驗(yàn)研究26-40
• 3.1 實(shí)驗(yàn)氣體26
• 3.2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)26-29
• 3.2.1 高能點(diǎn)火裝置27
• 3.2.2 配氣裝置27
• 3.2.3 瓦斯爆炸實(shí)驗(yàn)管道27-28
• 3.2.4 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)28-29
• 3.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案及實(shí)驗(yàn)步驟29-31
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案29-31
• 3.3.2 實(shí)驗(yàn)步驟31
• 3.4 非瓦斯燃燒區(qū)瓦斯爆炸沖擊波在管道單向分岔情況下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)31-33
• 3.5 非瓦斯燃燒區(qū)瓦斯爆炸沖擊波在管道單向分岔情況下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析33-40
• 3.5.1 管道單向分岔直線管道內(nèi)沖擊波超壓的衰減變化規(guī)律34-36
• 3.5.2 管道單向分岔支線管道內(nèi)沖擊波超壓的衰減變化規(guī)律36-37
• 3.5.3 管道單向分岔支線管道內(nèi)沖擊波超壓的分流系數(shù)變化規(guī)律37-40
• 4 非瓦斯燃燒區(qū)瓦斯爆炸沖擊波傳播的數(shù)值模擬40-60
• 4.1 數(shù)值模擬的基本理論40-43
• 4.1.1 瓦斯爆炸數(shù)值模擬相關(guān)的控制方程40-41
• 4.1.2 建立離散化方程41-42
• 4.1.3 求解離散方程42-43
• 4.2 模擬軟件Fluent的介紹43-45
• 4.2.1 Fluent軟件的基本構(gòu)成43-44
• 4.2.2 Fluent軟件特點(diǎn)及適用對(duì)象44
• 4.2.3 Fluent軟件的求解思路44-45
• 4.3 數(shù)值模型的建立45-48
• 4.3.1 物理模型的建立46
• 4.3.2 數(shù)學(xué)模型的建立46-47
• 4.3.3 湍流模型47-48
• 4.3.4 燃燒模型48
• 4.3.5 壁面函數(shù)48
• 4.4 數(shù)值模擬計(jì)算條件48-49
• 4.4.1 網(wǎng)格劃分及初始條件設(shè)置48-49
• 4.5 數(shù)值模擬結(jié)果及分析49-60
• 4.5.1 數(shù)值模擬結(jié)果50-57
• 4.5.2 數(shù)值模擬結(jié)果分析57-60
• 5 非瓦斯燃燒區(qū)瓦斯爆炸數(shù)值模擬的有效性60-64
• 6 主要結(jié)論與展望64-68
• 6.1 主要結(jié)論64-65
• 6.2 創(chuàng)新點(diǎn)65-66
• 6.3 不足與展望66-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 作者簡(jiǎn)歷72-74
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集74

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本文編號(hào)：370263