為研究不同湍流環(huán)境下,煤塵對甲烷爆炸特性的影響,基于20 L爆炸球采用0、25、50、100、200 g/m³的煤塵分別與6.5%、9.5%、12%的甲烷在點火延遲時間60 ms和120 ms的條件下進行混合爆炸實驗。結(jié)果表明:點火延遲時間的增大對單相甲烷爆炸最大爆炸壓力影響較小,顯著降低最大壓力上升速率;有煤塵參與時,3種甲烷濃度下,點火延遲時間的提高能夠降低最大爆炸壓力和最大壓力上升速率,當(dāng)甲烷濃度為9.5%時,2種點火延遲時間下,對應(yīng)的最佳煤塵濃度不同,點火延遲時間越小,最佳煤塵濃度越小,甲烷濃度為12%時,點火延遲時間為60 ms時,最大爆炸壓力和最大壓力上升速率對高濃度煤塵比較敏感,火延遲時間為120 ms時,最大爆炸壓力和最大壓力上升速率對低濃度煤塵較為敏感。

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【部分圖文】：

圖1 實驗裝置示意圖

實驗采用標(biāo)準(zhǔn)20-L爆炸球形爆炸裝置，實驗裝置示意圖如圖1。實驗裝置主要有20L近球形爆炸容器、粉塵分散系統(tǒng)、配氣系統(tǒng)和點火系統(tǒng)等組成。由于較高的點火能會產(chǎn)生過驅(qū)動效應(yīng)，容易掩蓋爆炸過程中氣體和粉塵之間的相互作用，且過高的點火能量容易導(dǎo)致反應(yīng)早期火焰向容器壁傳播過程中消耗的能量....

圖2 樣品粒度分布圖

實驗采用的煤塵樣品揮發(fā)分、固定碳、灰分和水分的含量分別是20.78%、68.16%、10.02%和1.04%。樣品中位徑為22.2μm，樣品粒度分布如圖2。實驗前煤塵放在60°C電烤箱中烘干24h以上。每種工況重復(fù)3次以上，實驗結(jié)果為3次實驗數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值。2實驗結(jié)果與分析

圖3 爆炸過程壓力-時間曲線刨面圖

爆炸過程壓力-時間曲線刨面圖如圖3，分別在點火延遲時間t1=60ms,t2=120ms條件下啟動點火。爆炸得到的壓力峰值定義為最大爆炸壓力pmax；反應(yīng)過程中得到的壓力上升速率最大值定義為最大壓力上升速率，用（dp/dt)max表示。2.1單相甲烷爆炸

圖4 不同濃度甲烷爆炸特性

不同濃度甲烷爆炸特性如圖4。從圖4可以看出，湍流度的增加可以提高單相甲烷的最大爆炸壓力和最大壓力上升速率，但湍流對最大爆炸壓力的影響不明顯，因為它是一個熱力學(xué)值，較低湍流度下最大爆炸壓力有所降低可能是由于混合氣體出現(xiàn)分層現(xiàn)象導(dǎo)致。湍流對最大壓力上升速率的影響較為明顯，這主要是由于....

本文編號：4030358