工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,可燃?xì)怏w與可爆粉塵共存的兩相混合體系較為常見(jiàn),其潛在的爆炸風(fēng)險(xiǎn)為生產(chǎn)安全帶來(lái)嚴(yán)重威脅。深入理解兩相體系爆炸及泄放特性,可為完善爆炸理論,構(gòu)建科學(xué)的爆炸泄放技術(shù)提供指導(dǎo)。現(xiàn)有研究基本明確了兩相體系在爆炸特性上具有獨(dú)特特征,但還不夠完善,尤其是兩相體系爆炸及泄放特性與單相體系參數(shù)之間的量化關(guān)系還未被理解。鑒于此,本文采用實(shí)驗(yàn)與理論相結(jié)合的方法,分析了氣粉兩相混合體系爆炸下限、最大爆炸壓力和爆炸指數(shù)的變化規(guī)律,在此基礎(chǔ)之上,研究了兩相體系的爆炸泄放特性。本文主要內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)改進(jìn)了 20L球形爆炸裝置,采用預(yù)混氣體揚(yáng)塵的方式構(gòu)建兩相體系,在相同初始湍流條件下對(duì)甲烷、乙烯、石松子、聚乙烯以及甲烷-石松子、甲烷-聚乙烯、乙烯-石松子、乙烯-聚乙烯四種兩相體系的爆炸及泄放特征參數(shù)進(jìn)行了測(cè)試。(2)研究了兩相體系爆炸下限變化規(guī)律。根據(jù)可燃?xì)怏w化學(xué)反應(yīng)活性和粉塵分解特性對(duì)兩相體系爆炸下限的影響,定義了定量評(píng)估兩相體系爆炸危險(xiǎn)性的參數(shù)——極限因子η,構(gòu)建了關(guān)聯(lián)單相介質(zhì)最大爆炸壓力(氣體PmaxG、粉塵PmaxSt)和爆炸指數(shù)(氣體KG、粉塵Kst)的極限因子計(jì)算方法:η= 5.1...

【文章頁(yè)數(shù)】：151 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號(hào)表
1 緒論
    1.1 背景和意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外相關(guān)工作研究進(jìn)展
        1.2.1 爆炸感度參數(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 爆炸強(qiáng)度參數(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 爆炸泄放特性研究現(xiàn)狀
        1.2.4 研究現(xiàn)狀總結(jié)
    1.3 本文研究?jī)?nèi)容
        1.3.1 現(xiàn)有研究存在的問(wèn)題和不足
        1.3.2 本文研究?jī)?nèi)容
    1.4 本文技術(shù)路線(xiàn)
2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建及實(shí)驗(yàn)材料
    2.1 平臺(tái)搭建過(guò)程的幾個(gè)問(wèn)題
        2.1.1 容器體積的確定
        2.1.2 特征參數(shù)測(cè)量時(shí)的初始湍流程度設(shè)置
        2.1.3 爆炸泄放的實(shí)現(xiàn)
    2.2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)流程及結(jié)構(gòu)
        2.2.1 爆炸容器
        2.2.2 揚(yáng)塵系統(tǒng)
        2.2.3 點(diǎn)火裝置
        2.2.4 泄放裝置
        2.2.5 高速攝影系統(tǒng)
        2.2.6 控制及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
    2.3 材料的選取及物性分析
        2.3.1 介質(zhì)的選取依據(jù)
        2.3.2 粉塵粒徑和結(jié)構(gòu)
        2.3.3 粉塵熱特性
        2.3.4 甲烷和乙烯物化特性
    2.4 本章小結(jié)
3 氣粉兩相混合體系爆炸下限變化規(guī)律研究
    3.1 爆炸判定準(zhǔn)則及爆炸下限測(cè)量方法
        3.1.1 爆炸是否發(fā)生的判定準(zhǔn)則
        3.1.2 單相及兩相體系爆炸下限測(cè)量方法
    3.2 氣粉兩相混合體系爆炸下限變化規(guī)律
        3.2.1 測(cè)量結(jié)果
        3.2.2 氣粉兩相混合體系爆炸下限變化規(guī)律分析
    3.3 單相介質(zhì)對(duì)氣粉兩相混合體系爆炸下限影響的差異性分析
        3.3.1 氣體對(duì)氣粉兩相混合體系爆炸下限影響的差異性
        3.3.2 粉塵對(duì)氣粉兩相混合體系爆炸下限影響的差異性
        3.3.3 氣粉兩相混合體系爆炸危險(xiǎn)性的定量評(píng)估
    3.4 氣粉兩相混合體系爆炸下限預(yù)測(cè)方法
        3.4.1 現(xiàn)有預(yù)測(cè)方法的可靠性探討
        3.4.2 基于氣粉兩相混合體系危險(xiǎn)性定量評(píng)估參數(shù)的新預(yù)測(cè)方法
    3.5 本章小結(jié)
4 氣粉兩相混合體系爆炸強(qiáng)度參數(shù)變化規(guī)律研究
    4.1 強(qiáng)度參數(shù)的獲取方法
    4.2 單相介質(zhì)爆炸強(qiáng)度參數(shù)變化規(guī)律
        4.2.1 測(cè)量結(jié)果
        4.2.2 結(jié)果分析及討論
    4.3 氣粉兩相混合體系爆炸強(qiáng)度參數(shù)變化規(guī)律
        4.3.1 氣粉兩相混合體系爆炸壓力P_ex變化規(guī)律
        4.3.2 氣粉兩相混合體系爆炸壓力上升速率(dP/dt)_ex變化規(guī)律
        4.3.3 氣粉兩相混合體系最大爆炸壓力和爆炸指數(shù)變化規(guī)律
        4.3.4 可燃?xì)怏w、粉塵和氣粉兩相混合體系爆炸強(qiáng)度大小關(guān)系討論
    4.4 氣粉兩相混合體系最大爆炸壓力和爆炸指數(shù)預(yù)測(cè)方法
        4.4.1 最大爆炸壓力預(yù)測(cè)方法
        4.4.2 爆炸指數(shù)預(yù)測(cè)方法
    4.5 單相介質(zhì)對(duì)氣粉兩相混合體系爆炸強(qiáng)度影響的差異性分析
        4.5.1 氣體對(duì)兩相體系爆炸強(qiáng)度影響的差異性
        4.5.2 粉塵對(duì)氣粉兩相混合體系爆炸強(qiáng)度影響的差異性
    4.6 本章小結(jié)
5 氣粉兩相混合體系爆炸泄放特性研究
    5.1 泄放裝置靜態(tài)動(dòng)作壓力測(cè)定
    5.2 泄爆壓力變化規(guī)律
        5.2.1 泄爆壓力測(cè)試方法
        5.2.2 泄爆壓力變化規(guī)律分析
    5.3 泄爆火焰結(jié)構(gòu)變化規(guī)律
    5.4 氣粉兩相混合體系爆炸泄放設(shè)計(jì)方法探討
        5.4.1 已有規(guī)范對(duì)氣粉兩相混合體系的適用性分析
        5.4.2 氣粉兩相混合體系爆炸泄放設(shè)計(jì)方法的優(yōu)化
    5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間科研項(xiàng)目及科研成果
致謝
作者簡(jiǎn)介



本文編號(hào)：3770137