【摘要】：爆炸極限是開展可爆氣體爆炸危險性評估的重要參數,也是開展爆炸防治設計的基礎參數。目前,關于常溫、常壓下常見可燃氣體的爆炸極限數據已比較完善。然而,高溫、高壓工況下可燃氣體的爆炸極限數據還很欠缺。受限于高溫、高壓條件下測試方法的復雜性,目前開展此方面的研究還不多。乙烯/氧氣、乙烷/氧氣是工業(yè)流程中比較常見的介質,然而,調研發(fā)現,目前還未有這兩種介質在高溫、高壓下數據�；诖�,本文結合生產實際,運用理論分析和實驗測定相結合的方法,對不同溫度、不同壓力下乙烷、乙烯在氧氣中爆炸極限進行測定,綜合分析了溫度、壓力對乙烷、乙烯在氧氣中爆炸極限的耦合影響。(1)根據相關規(guī)范,搭建一套容積為1.5 L的可用于測量高溫、高壓條件下可燃氣體爆炸特性參數的測試平臺。采用金屬與陶瓷焊接工藝,解決了高溫、高壓工況下電極與法蘭的密封難題;使用鎳絡合金電熱絲作為點火源,解決了可燃氣體在高溫、高壓條件下的點火難題;裝置底部配置爆破片,實現了測試裝置的超壓泄放安全問題。(2)分別測量了不同初始溫度(25°C~270°C)、初始壓力(0.5 MPa~2.6 MPa)下乙烷在氧氣中爆炸極限。常溫常壓時乙烷在氧氣中爆炸極限為3%~66%,隨著初始溫度和初始壓力的增大,乙烷在氧氣中的爆炸下限逐漸降低,爆炸上限逐漸升高,當初始溫度和初始壓力分別增大到270°C和2.6 MPa時,乙烷在氧氣中爆炸極限為2.25%~91.66%。隨著初始溫度、壓力上升,乙烷在氧氣中爆炸下限下降了0.8%,爆炸上限擴大了25.66%。初始溫度、初始壓力改變對乙烷在氧氣中爆炸上限影響明顯,對爆炸下限影響不大。(3)分別測量了不同初始溫度(25°C~270°C)、初始壓力(0.5 MPa~2.6 MPa)下乙烯在氧氣中爆炸極限,常溫常壓時乙烯在氧氣中爆炸極限為3%~80%,與乙烷相似,隨著初始溫度和初始壓力的增大,乙烯在氧氣中的爆炸下限逐漸降低,爆炸上限逐漸升高,當初始溫度和初始壓力分別增大到270°C和2.6 MPa時,乙烯在氧氣中爆炸極限為2.15%~95.10%。隨著初始溫度、壓力上升,乙烯在氧氣中爆炸下限下降了0.7%,爆炸上限擴大了15.10%。初始溫度、初始壓力改變對乙烯在氧氣中爆炸上限影響明顯,對爆炸下限影響不大。(4)初始溫度、初始壓力改變對乙烷、乙烯在氧氣中爆炸下限影響基本相同,初始溫度、初始壓力對乙烷在氧氣中爆炸上限影響大于對乙烯在氧氣中爆炸上限影響。(5)實驗發(fā)現,不同工況下氮氣、水蒸氣對乙烷在氧氣中爆炸上限都存在抑制效果。隨著初始壓力升高,氮氣抑制效果相對減弱;隨著初始溫度升高,氮氣抑制效果相對加強。水蒸氣的對乙烷爆炸抑制效果優(yōu)于氮氣。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：O643.221

【參考文獻】

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本文編號：2788121