為了研究油料儲運工程中較大長徑比狹長受限空間內(nèi)油氣爆炸超壓和火焰?zhèn)鞑ヒ?guī)律,搭建了不同長徑比狹長管道油氣爆炸實驗系統(tǒng)。采集爆炸超壓值、火焰?zhèn)鞑ニ俣�、火焰強度等參�?shù)數(shù)值并進行整理分析,結(jié)果表明:長距離管道對爆炸超壓和火焰?zhèn)鞑ビ酗@著強化作用,長徑比超過一定數(shù)值時可發(fā)展為爆轟;開口管道發(fā)生爆轟的時間早于閉口管道;火焰?zhèn)鞑ニ俣扔晒艿乐胁块_始急劇加快,且開口管道增大速率大于閉口管道;火焰強度在閉口管道中由管道中部到后部呈上升趨勢,而在開口管道中呈下降趨勢。實驗數(shù)據(jù)可為油料儲運安全及防護設(shè)計提供參考。（圖6,表2,參22） 

【文章來源】：油氣儲運. 2020,39(08)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

不同長徑比狹長管道油氣爆炸實驗系統(tǒng)布置示意圖

由1#和2#管道爆炸超壓的變化趨勢（圖2）可見，2#管道末端的最大超壓值遠大于1#管道，但在油氣爆炸發(fā)展的起始階段（距離10～14 m),2#管道最大爆炸超壓值反而比1#管道低。這是因為2#管道較長，爆炸發(fā)生后產(chǎn)生的高溫高壓前驅(qū)波會推動管道內(nèi)的燃料向中后部運動，增大了燃燒反應(yīng)的加速距離，使火焰面的影響沿管道方向逐漸減弱[10]，導致前半段油氣體積分數(shù)有所降低，單位體積內(nèi)燃燒釋放的能量相應(yīng)減少，從而出現(xiàn)最大超壓值隨傳播距離增大而下降的現(xiàn)象（11 m之前），而當火焰波加速逐漸趕上前驅(qū)壓力波時（11 m之后），將產(chǎn)生爆轟，管道超壓急速上升。為進一步研究大長徑比下開口對狹長管道爆炸的影響，需要對2#管道不同條件下的超壓變化進行分析。P1～P6中，前段的傳感器離點火端較近，受點火影響較大；后段的傳感器受末端管壁結(jié)構(gòu)影響較大，因此選取中段17.25 m處的壓力傳感器P4所測數(shù)據(jù)為代表，對比2#管道閉口和開口條件下的爆炸超壓變化曲線（圖3，其中黑色和紅色虛線分別為管道閉口和開口條件下不同階段的分隔線）�？梢钥闯觯瑹o論是管道閉口還是開口條件下的油氣爆炸，都可以分為4個階段[14]。

為進一步研究大長徑比下開口對狹長管道爆炸的影響，需要對2#管道不同條件下的超壓變化進行分析。P1～P6中，前段的傳感器離點火端較近，受點火影響較大；后段的傳感器受末端管壁結(jié)構(gòu)影響較大，因此選取中段17.25 m處的壓力傳感器P4所測數(shù)據(jù)為代表，對比2#管道閉口和開口條件下的爆炸超壓變化曲線（圖3，其中黑色和紅色虛線分別為管道閉口和開口條件下不同階段的分隔線）�？梢钥闯觯瑹o論是管道閉口還是開口條件下的油氣爆炸，都可以分為4個階段[14]。管道閉口條件下的4個階段：(1)點火延遲階段（0～167.2 ms），油氣被點燃后，起初在常溫下燃燒較緩慢，火焰以層流狀態(tài)傳播，產(chǎn)生的超壓值很��；(2)前驅(qū)超壓階段（167.2～183.7 ms），前驅(qū)沖擊波到達壓力傳感器位置，爆炸超壓值迅速上升，在176.4 ms時達到最大，當前驅(qū)沖擊波通過后爆炸超壓值迅速下降；(3)壓力波反射階段（183.7～219.5 ms），由于閉口管道兩端均封閉，因此油氣爆炸產(chǎn)生的壓力波在經(jīng)過壓力傳感器之后會繼續(xù)前進，達到管道末端后反射回來；(4)振蕩衰減階段（219.5～400 ms），明顯有兩組波峰(圖3中藍圈部位)，每組都是正向和反向的壓力波，但兩個方向的壓力波到達傳感器的時間間隔在延長，由第1組的23.3 ms到第2組的28.5 ms，并且同一方向的壓力波到達傳感器的時間在延長，超壓峰值在降低。

【參考文獻】：
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本文編號：3273671