擾動(dòng)下惰性氣體對(duì)爆轟波傳播影響實(shí)驗(yàn)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-27 21:32
在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)生泄漏的可燃?xì)怏w一旦遇到點(diǎn)火源會(huì)發(fā)生爆炸,在適當(dāng)?shù)某跏紬l件與邊界條件下會(huì)加速形成爆轟,爆轟產(chǎn)生的超高壓將嚴(yán)重威脅工業(yè)生產(chǎn)安全,所以對(duì)于抑制爆轟波傳播進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究顯得尤為重要;诖,本文利用氣相爆轟實(shí)驗(yàn)裝置獲得爆轟傳播速度、胞格結(jié)構(gòu)、火焰?zhèn)鞑?dòng)態(tài)參數(shù)。在管道內(nèi)設(shè)置柔性障礙物將可燃?xì)怏w與惰性氣體進(jìn)行隔絕,采用實(shí)驗(yàn)研究與機(jī)理分析相結(jié)合的方式,獲得惰性氣體對(duì)爆轟波抑制特性影響規(guī)律。主要工作與結(jié)論如下:(1)改變初始?jí)毫εc混合氣體中氬氣稀釋濃度,實(shí)驗(yàn)研究了無(wú)擾動(dòng)下爆轟波傳播變化規(guī)律。結(jié)果表明:隨著初始?jí)毫Φ慕档?爆轟波出現(xiàn)穩(wěn)態(tài)式、快速波動(dòng)式以及失效式三種傳播模式。爆轟波胞格尺寸隨初始?jí)毫ι叨饾u降低。非穩(wěn)態(tài)氣體胞格結(jié)構(gòu)不規(guī)整,三波點(diǎn)連線非直線;穩(wěn)態(tài)氣體胞格結(jié)構(gòu)規(guī)整,三波點(diǎn)成直線。(2)實(shí)驗(yàn)研究了以聚丙烯薄膜作為柔性障礙物對(duì)爆轟波傳播特性影響規(guī)律。單位置加膜條件下,爆轟波穿過(guò)柔性障礙物后最低點(diǎn)速度隨層數(shù)增加出現(xiàn)兩種不同傳播模式:速度虧損與爆轟失效。隨薄膜層數(shù)增加,前導(dǎo)激波在薄膜上沿反方向激波增強(qiáng),爆轟波破膜口徑逐漸降低,爆轟波的入射波穿過(guò)障礙物后無(wú)法到達(dá)剛性壁面,無(wú)法快速形成馬赫...
【文章來(lái)源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:103 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景及意義
1.1.1 爆轟現(xiàn)象及危害
1.1.2 爆轟波傳播與影響因素
1.2 爆轟波傳播研究進(jìn)展
1.2.1 爆轟波形成
1.2.2 爆轟波傳播
1.2.3 爆轟波失效
1.3 障礙物對(duì)爆轟影響研究進(jìn)展
1.3.1 低堵塞率障礙物
1.3.2 高堵塞率障礙物
1.4 惰性介質(zhì)對(duì)爆轟傳播影響研究進(jìn)展
1.5 本文研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線
1.5.1 研究?jī)?nèi)容
1.5.2 技術(shù)路線
2 氣相爆轟實(shí)驗(yàn)裝置系統(tǒng)搭建
2.1 實(shí)驗(yàn)裝置系統(tǒng)
2.1.1 爆轟管道系統(tǒng)
2.1.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
2.1.3 充配氣系統(tǒng)
2.1.4 點(diǎn)火系統(tǒng)
2.2 實(shí)驗(yàn)材料選用及特性
2.2.1 穩(wěn)態(tài)氣體與非穩(wěn)態(tài)氣體
2.2.2 惰性氣體
2.2.3 柔性障礙物
2.3 實(shí)驗(yàn)操作流程
2.3.1 前期準(zhǔn)備工作
2.3.2 實(shí)驗(yàn)操作步驟
2.3.3 實(shí)驗(yàn)清理工作
2.4 本章小結(jié)
3 無(wú)擾動(dòng)下管道內(nèi)爆轟波傳播特性
3.1 管道內(nèi)爆轟波傳播速度變化特性
3.1.1 爆轟速度測(cè)試方案
3.1.2 穩(wěn)態(tài)氣體爆轟波傳播速度特性
3.1.3 非穩(wěn)態(tài)氣體爆轟波傳播速度特性
3.1.4 氬氣稀釋濃度對(duì)爆轟波傳播速度影響
3.2 管道內(nèi)爆轟波傳播胞格結(jié)構(gòu)變化特性
3.2.1 胞格結(jié)構(gòu)測(cè)試方案
3.2.2 非穩(wěn)態(tài)氣體爆轟波胞格結(jié)構(gòu)特性
3.2.3 穩(wěn)態(tài)氣體爆轟波傳播胞格結(jié)構(gòu)特性
3.3 管道內(nèi)爆轟波傳播火焰動(dòng)態(tài)變化特性
3.3.1 火焰動(dòng)態(tài)測(cè)試方案
3.3.2 爆轟波傳播火焰動(dòng)態(tài)特性
3.4 本章小結(jié)
4 迎面擾動(dòng)條件下爆轟傳播特性
4.1 單位置障礙物下爆轟波傳播特性
4.1.1 實(shí)驗(yàn)方案
4.1.2 爆轟波速度特性
4.1.3 爆轟波胞格結(jié)構(gòu)特性
4.1.4 爆轟波火焰動(dòng)態(tài)特性
4.2 多位置障礙物下爆轟波傳播特性
4.2.1 實(shí)驗(yàn)方案
4.2.2 爆轟波速度特性
4.3 迎面擾動(dòng)下爆轟波傳播機(jī)理分析
4.3.1 爆轟波破膜后出現(xiàn)不同傳播狀態(tài)的機(jī)理分析
4.3.2 爆轟波穿過(guò)障礙物過(guò)程中破膜機(jī)理分析
4.4 本章小結(jié)
5 惰性氣體對(duì)爆轟波傳播抑制特性
5.1 CO_2氣體對(duì)爆轟波傳播抑制特性
5.1.1 實(shí)驗(yàn)方案
5.1.2 CO_2抑制爆轟傳播速度特性
5.1.3 CO_2抑制爆轟傳播火焰動(dòng)態(tài)特性
5.2 C_3F_7H氣體對(duì)爆轟波傳播抑制特性
5.2.1 實(shí)驗(yàn)方案
5.2.2 C_3F_7H抑制爆轟傳播速度特性
5.2.3 C_3F_7H抑制爆轟傳播火焰動(dòng)態(tài)特性
5.3 惰性氣體對(duì)于爆轟傳播抑制特性機(jī)理分析
5.3.1 爆轟波穿越惰性氣體團(tuán)進(jìn)入可燃混合氣體的激波退化機(jī)制
5.3.2 CO_2惰性氣體抑制機(jī)理分析
5.3.3 C_3F_7H惰性氣體抑制機(jī)理分析
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]初始條件對(duì)管道內(nèi)爆轟波傳播特性影響研究[J]. 喻健良,管清韋,閆興清,姚福桐,張東,張師哲. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2017(04)
[2]初始?jí)毫?duì)狹縫內(nèi)爆轟傳播特性影響的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 朱躍進(jìn),潘振華,張彭崗,潘劍鋒,王謙. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2016(18)
[3]初始?jí)毫?duì)爆轟波在管道內(nèi)傳播的影響[J]. 喻健良,高遠(yuǎn),閆興清,高偉. 大連理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(04)
[4]化工安全生產(chǎn)中存在的普遍問(wèn)題及其對(duì)策研究[J]. 蔡海東. 中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量. 2014(07)
[5]不同初始條件下預(yù)混氣體爆轟波傳播研究[J]. 曲忠偉,林謀金. 安徽理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(03)
[6]C2H2-O2-Ar和C2H2-N2O-Ar直接起爆形成爆轟的臨界能量[J]. 張博,白春華. 爆炸與沖擊. 2012(06)
[7]用煙跡法研究爆燃向爆震的轉(zhuǎn)捩[J]. 張彭崗,何小民,張靖周. 航空動(dòng)力學(xué)報(bào). 2008(11)
[8]可燃?xì)怏w爆炸火焰和壓力波傳播特性的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 喻健良,周崇,劉潤(rùn)杰,嚴(yán)清華. 天然氣工業(yè). 2004(04)
[9]初始條件影響氣體非穩(wěn)定爆轟波在彎管中傳播特性的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 夏昌敬,周凱元,沈兆武. 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào). 2004(01)
[10]爆轟波在阻尼管道中聲吸收的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 郭長(zhǎng)銘,李劍. 爆炸與沖擊. 2000(04)
本文編號(hào):3306579
【文章來(lái)源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:103 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景及意義
1.1.1 爆轟現(xiàn)象及危害
1.1.2 爆轟波傳播與影響因素
1.2 爆轟波傳播研究進(jìn)展
1.2.1 爆轟波形成
1.2.2 爆轟波傳播
1.2.3 爆轟波失效
1.3 障礙物對(duì)爆轟影響研究進(jìn)展
1.3.1 低堵塞率障礙物
1.3.2 高堵塞率障礙物
1.4 惰性介質(zhì)對(duì)爆轟傳播影響研究進(jìn)展
1.5 本文研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線
1.5.1 研究?jī)?nèi)容
1.5.2 技術(shù)路線
2 氣相爆轟實(shí)驗(yàn)裝置系統(tǒng)搭建
2.1 實(shí)驗(yàn)裝置系統(tǒng)
2.1.1 爆轟管道系統(tǒng)
2.1.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
2.1.3 充配氣系統(tǒng)
2.1.4 點(diǎn)火系統(tǒng)
2.2 實(shí)驗(yàn)材料選用及特性
2.2.1 穩(wěn)態(tài)氣體與非穩(wěn)態(tài)氣體
2.2.2 惰性氣體
2.2.3 柔性障礙物
2.3 實(shí)驗(yàn)操作流程
2.3.1 前期準(zhǔn)備工作
2.3.2 實(shí)驗(yàn)操作步驟
2.3.3 實(shí)驗(yàn)清理工作
2.4 本章小結(jié)
3 無(wú)擾動(dòng)下管道內(nèi)爆轟波傳播特性
3.1 管道內(nèi)爆轟波傳播速度變化特性
3.1.1 爆轟速度測(cè)試方案
3.1.2 穩(wěn)態(tài)氣體爆轟波傳播速度特性
3.1.3 非穩(wěn)態(tài)氣體爆轟波傳播速度特性
3.1.4 氬氣稀釋濃度對(duì)爆轟波傳播速度影響
3.2 管道內(nèi)爆轟波傳播胞格結(jié)構(gòu)變化特性
3.2.1 胞格結(jié)構(gòu)測(cè)試方案
3.2.2 非穩(wěn)態(tài)氣體爆轟波胞格結(jié)構(gòu)特性
3.2.3 穩(wěn)態(tài)氣體爆轟波傳播胞格結(jié)構(gòu)特性
3.3 管道內(nèi)爆轟波傳播火焰動(dòng)態(tài)變化特性
3.3.1 火焰動(dòng)態(tài)測(cè)試方案
3.3.2 爆轟波傳播火焰動(dòng)態(tài)特性
3.4 本章小結(jié)
4 迎面擾動(dòng)條件下爆轟傳播特性
4.1 單位置障礙物下爆轟波傳播特性
4.1.1 實(shí)驗(yàn)方案
4.1.2 爆轟波速度特性
4.1.3 爆轟波胞格結(jié)構(gòu)特性
4.1.4 爆轟波火焰動(dòng)態(tài)特性
4.2 多位置障礙物下爆轟波傳播特性
4.2.1 實(shí)驗(yàn)方案
4.2.2 爆轟波速度特性
4.3 迎面擾動(dòng)下爆轟波傳播機(jī)理分析
4.3.1 爆轟波破膜后出現(xiàn)不同傳播狀態(tài)的機(jī)理分析
4.3.2 爆轟波穿過(guò)障礙物過(guò)程中破膜機(jī)理分析
4.4 本章小結(jié)
5 惰性氣體對(duì)爆轟波傳播抑制特性
5.1 CO_2氣體對(duì)爆轟波傳播抑制特性
5.1.1 實(shí)驗(yàn)方案
5.1.2 CO_2抑制爆轟傳播速度特性
5.1.3 CO_2抑制爆轟傳播火焰動(dòng)態(tài)特性
5.2 C_3F_7H氣體對(duì)爆轟波傳播抑制特性
5.2.1 實(shí)驗(yàn)方案
5.2.2 C_3F_7H抑制爆轟傳播速度特性
5.2.3 C_3F_7H抑制爆轟傳播火焰動(dòng)態(tài)特性
5.3 惰性氣體對(duì)于爆轟傳播抑制特性機(jī)理分析
5.3.1 爆轟波穿越惰性氣體團(tuán)進(jìn)入可燃混合氣體的激波退化機(jī)制
5.3.2 CO_2惰性氣體抑制機(jī)理分析
5.3.3 C_3F_7H惰性氣體抑制機(jī)理分析
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]初始條件對(duì)管道內(nèi)爆轟波傳播特性影響研究[J]. 喻健良,管清韋,閆興清,姚福桐,張東,張師哲. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2017(04)
[2]初始?jí)毫?duì)狹縫內(nèi)爆轟傳播特性影響的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 朱躍進(jìn),潘振華,張彭崗,潘劍鋒,王謙. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2016(18)
[3]初始?jí)毫?duì)爆轟波在管道內(nèi)傳播的影響[J]. 喻健良,高遠(yuǎn),閆興清,高偉. 大連理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(04)
[4]化工安全生產(chǎn)中存在的普遍問(wèn)題及其對(duì)策研究[J]. 蔡海東. 中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量. 2014(07)
[5]不同初始條件下預(yù)混氣體爆轟波傳播研究[J]. 曲忠偉,林謀金. 安徽理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(03)
[6]C2H2-O2-Ar和C2H2-N2O-Ar直接起爆形成爆轟的臨界能量[J]. 張博,白春華. 爆炸與沖擊. 2012(06)
[7]用煙跡法研究爆燃向爆震的轉(zhuǎn)捩[J]. 張彭崗,何小民,張靖周. 航空動(dòng)力學(xué)報(bào). 2008(11)
[8]可燃?xì)怏w爆炸火焰和壓力波傳播特性的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 喻健良,周崇,劉潤(rùn)杰,嚴(yán)清華. 天然氣工業(yè). 2004(04)
[9]初始條件影響氣體非穩(wěn)定爆轟波在彎管中傳播特性的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 夏昌敬,周凱元,沈兆武. 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào). 2004(01)
[10]爆轟波在阻尼管道中聲吸收的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 郭長(zhǎng)銘,李劍. 爆炸與沖擊. 2000(04)
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