【摘要】：管道內(nèi)可燃?xì)怏w爆炸可能引發(fā)爆燃及爆轟兩種傳播形態(tài)。現(xiàn)有研究表明,當(dāng)爆燃在足夠長管道內(nèi)自由傳播時,最終會發(fā)展成爆轟。同時,管道內(nèi)剛性障礙物對可燃?xì)怏w爆燃及爆轟傳播均有影響。然而,現(xiàn)有的研究還無法定量解答諸如剛性障礙物能否使不同燃料介質(zhì)加速形成爆轟、爆轟波在遇到剛性障礙物的傳播形態(tài)等問題。深入研究管道內(nèi)剛性障礙物對可燃介質(zhì)爆轟傳播規(guī)律,對理解氣體爆炸現(xiàn)象,指導(dǎo)氣體爆炸災(zāi)害防治具有重要指導(dǎo)意義。基于此,本文使用剛性螺旋、孔板障礙物作為擾動源,定量研究了可燃?xì)饣鹧娼?jīng)剛性擾動后的爆炸傳播特性。主要工作及結(jié)論如下:(1)設(shè)計并搭建了氣相爆炸傳播實驗裝置。采用自制的高靈敏度光電傳感器以及16通道高頻同步采集從而保證了實驗測量精度。該裝置可開展剛性螺旋擾動加速火焰形成爆轟波以及爆轟波受剛性孔板擾動傳播等實驗。(2)改變初始壓力(30 kPa~100 kPa),實驗研究了無擾動下不同燃料氣在化學(xué)計量比濃度下火焰?zhèn)鞑ヒ?guī)律。結(jié)果表明,甲烷-空氣火焰始終以爆燃形式傳播;乙烯-空氣隨初始壓力變化最終出現(xiàn)爆燃和爆轟兩種傳播形式,其中爆轟起爆方式為爆燃轉(zhuǎn)爆轟(DDT);乙炔-空氣以DDT起爆方式形成爆轟且自持傳播,爆燃轉(zhuǎn)爆轟距離(L_(DDT))受初始壓力影響且隨初始壓力降低其增大程度逐漸加深。(3)實驗研究了以螺旋障礙物作為剛性擾動源對火焰加速傳播規(guī)律并與無擾動條件進(jìn)行比較。結(jié)果表明,螺旋擾動加速了甲烷-空氣預(yù)混氣火焰?zhèn)鞑?但仍無法形成爆轟。乙烯-空氣預(yù)混氣火焰在Br=0.520、D=104 mm、780 mm≤L_0≤1680 mm剛性螺旋擾動下由無擾動DDT距離4100 mm縮短至1900 mm以內(nèi)。乙炔-空氣預(yù)混氣火焰在剛性螺旋擾動下由無擾動DDT距離3115 mm縮短至1900 mm以內(nèi)。(4)通過在不同位置放置孔板(Br=0.99)以及相同位置放置不同阻塞孔板(0.41~0.99),實驗研究了剛性擾動位置、擾動程度對爆轟波影響規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn),爆轟波經(jīng)過孔板障礙物后放置位置L_1與擾動距離L_2、L_3呈負(fù)相關(guān);擾動距離與阻塞率呈正相關(guān),在本文孔板阻塞率(0.55≤Br≤0.99)范圍內(nèi),擾動距離L_2、L_3范圍分別1357mm≤L_2≤3150 mm、638mm≤L_3≤2000 mm;擾動后最小速度與阻塞率呈負(fù)相關(guān)且擾動后最小速度范圍為0.11V_(CJ)≤V_(min)≤0.52V_(CJ)。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TE88

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本文編號：2603373