隨著國家的發(fā)展與能源戰(zhàn)略的變化,目前國內(nèi)的能源結(jié)構(gòu)有了重大改變,即今后逐漸以發(fā)展以天然氣和液化石油氣為主的生產(chǎn)、生活能源結(jié)構(gòu)體系。問題隨之而來,在可燃?xì)怏w的儲存、輸運、加工和使用過程中,如果由于泄漏而導(dǎo)致可燃?xì)怏w與空氣預(yù)混形成的混合物被意外地點燃,就會發(fā)生爆炸。因此,對火焰在管道中的傳播特性進行研究,尤其是研究火焰結(jié)構(gòu)的變化過程,對有效控制爆炸,防止災(zāi)難事故的發(fā)生具有重要意義。本文基于預(yù)混燃燒模型和湍流標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型,化學(xué)反應(yīng)模型選用了氣體的多步反應(yīng)機理簡化模型,模擬了甲烷、乙烯、丙烷分別和空氣混合,預(yù)混火焰在二維管道中的傳播過程,并以此討論預(yù)混火焰的傳播特性。主要工作包括以下三部分:(1)模擬了甲烷、乙烯、丙烷分別和空氣混合所得到的三種混合火焰在光管中和相同的障礙物管道中的傳播過程,初始條件為常溫常壓,壁面點火。模擬結(jié)果表明:乙烯火焰的燃燒速度大于甲烷和丙烷火焰的燃燒速度,因為管道內(nèi)火焰燃燒起始階段是層流燃燒,而乙烯的層流火焰?zhèn)鞑ニ俣容^高。(2)模擬了甲烷-空氣混合火焰在不同阻塞比的障礙管中的傳播過程,常溫常壓下,在固定當(dāng)量比(Φ=1)、固定障礙物間距(S=D)的條件下,改變障礙物阻...

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外學(xué)者對于管道內(nèi)氣體的預(yù)混燃燒方面的研究
        1.2.2 國內(nèi)學(xué)者對于管道內(nèi)氣體的預(yù)混燃燒實驗方面的研究
    1.3 本文研究的主要內(nèi)容和章節(jié)安排
第二章 可燃性氣體火焰在管道內(nèi)傳播特性的理論分析
    2.1 可燃性氣體預(yù)混火焰在管道內(nèi)傳播的概述
        2.1.1 可燃性氣體燃燒的主要反應(yīng)形式
        2.1.2 爆燃波和爆震波的區(qū)別對比
    2.2 管道內(nèi)火焰加速的幾種形式
        2.2.1 火焰陣面湍流加速
        2.2.2 火焰陣面微分加速
        2.2.3 火焰陣面的不穩(wěn)定加速
    2.3 對預(yù)混火焰?zhèn)鞑ビ绊戄^大的幾個關(guān)鍵因素
        2.3.1 燃料特性影響
        2.3.2 可燃預(yù)混氣體的初始溫度影響
        2.3.3 可燃預(yù)混氣體初始壓力影響
        2.3.4 可燃預(yù)混氣體的當(dāng)量比影響
        2.3.5 點火能量影響
        2.3.6 可燃性預(yù)混氣體中摻雜物影響
        2.3.7 不同開口設(shè)置對可燃性預(yù)混氣體火焰?zhèn)鞑ビ绊?br>        2.3.8 障礙物對可燃性預(yù)混氣體傳播影響
    2.4 本章小結(jié)
第三章 數(shù)值方法
    3.1 基本假設(shè)
    3.2 數(shù)學(xué)模型
        3.2.1 基本模型
        3.2.2 控制模型
        3.2.3 燃燒模型
        3.2.4 湍流模型
        3.2.5 化學(xué)反應(yīng)模型
        3.2.6 氮氣的影響
        3.2.7 當(dāng)量比
        3.2.8 熱傳導(dǎo)率
        3.2.9 擴散速度
    3.3 本章小結(jié)
第四章 甲烷、乙炔、丙烷在光滑管道中的預(yù)混燃燒模擬分析
    4.1 物理模型與初始條件
    4.2 甲烷與空氣在光滑管道內(nèi)預(yù)混燃燒
        4.2.1 初始條件的確定
        4.2.2 甲烷光滑管道中數(shù)值模擬結(jié)果
    4.3 乙烯與空氣在光滑管道內(nèi)預(yù)混燃燒
        4.3.1 初始條件的確定
        4.3.2 乙烯光滑管道中數(shù)值模擬結(jié)果
    4.4 丙烷與空氣在光滑管道內(nèi)預(yù)混燃燒
        4.4.1 初始條件的確定
        4.4.2 丙烷光滑管道中數(shù)值模擬結(jié)果
    4.5 小結(jié)與分析
第五章 障礙物對火焰加速的影響
    5.1 不同障礙物阻塞比對火焰加速的影響
        5.1.1 阻塞比為 0.5 時障礙物對火焰加速的影響
        5.1.2 阻塞比為 0.3 時障礙物對火焰加速的影響
        5.1.3 阻塞比為 0.7 時障礙物對火焰加速的影響
        5.1.4 障礙物阻塞比對火焰加速過程的影響分析
    5.2 不同障礙物間距對火焰加速的影響
        5.2.1 間距為 0.5 倍管徑時障礙物對火焰加速的影響
        5.2.2 間距為 1.5 倍管徑時障礙物對火焰速度的影響
        5.2.3 障礙物間距對火焰加速過程的影響分析
    5.3 相同障礙物情況下不同氣體火焰加速
        5.3.1 乙烯在障礙管中的預(yù)混燃燒過程
        5.3.2 丙烷在障礙管中的預(yù)混燃燒過程
        5.3.3 不同氣體及有無障礙物對火焰加速過程的影響分析
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 研究工作展望
致謝
參考文獻
作者簡介



本文編號：3861782