管道中氫—空和甲烷—空預(yù)混火焰?zhèn)鞑ヅc壓力震蕩研究
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【摘要】：氫氣作為一種有著廣闊前景的新能源,開(kāi)展氫氣與空氣預(yù)混燃燒爆炸特性的研究勢(shì)在必行。瓦斯爆炸是礦井生產(chǎn)的重大災(zāi)害之一,近些年國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)其研究并取得了一定的進(jìn)展。本文對(duì)不同管道中氫氣/空氣預(yù)混爆炸和甲烷/空氣預(yù)混爆炸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,皆在為掌握可燃?xì)饣鹧鎮(zhèn)鞑ヒ?guī)律、爆炸壓力變化規(guī)律和控制減小爆炸帶來(lái)的危害提供理論指導(dǎo)。本文使用自主搭建的小型可燃?xì)怏w爆炸實(shí)驗(yàn)平臺(tái),在長(zhǎng)度相同截面不同的三個(gè)小型管道中進(jìn)行爆炸實(shí)驗(yàn),從火焰前鋒形狀、火焰?zhèn)鞑ニ俣�、爆炸壓力三方面研究了管道截面�?duì)爆炸特征的影響、郁金香形成機(jī)理及爆炸壓力震蕩原因。首先進(jìn)行了氫氣體積分?jǐn)?shù)為20%、25%、30%、40%的氫氣/空氣預(yù)混爆炸實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明,在相同管道中不同氫氣體積分?jǐn)?shù)下,預(yù)混爆炸特征有著很大差別。出現(xiàn)郁金香火焰的工況其火焰?zhèn)鞑ニ俣葧?huì)有下降,爆炸壓力出現(xiàn)不同程度的正負(fù)壓震蕩階段。相同氫氣含量的預(yù)混氣體在不同截面的管道中,預(yù)混火焰?zhèn)鞑バ螤畈煌�、傳播速度變化趨�?shì)及速度值不同,管道越細(xì)越易形成郁金香火焰,且郁金香火焰出現(xiàn)位置越靠前。不論氫氣體積分?jǐn)?shù)的大小或管道的粗細(xì),管道中的火焰?zhèn)鞑ニ俣扰c火焰?zhèn)鞑ミ^(guò)程的火焰形態(tài)密切相關(guān)。橫截面面積適中的管道,即長(zhǎng)徑比居中的管道內(nèi)平均火焰?zhèn)鞑ニ俣茸羁�、爆炸壓力的波峰值最大。其次進(jìn)行了甲烷體積分?jǐn)?shù)為8%,9%,9.5%,10%的甲烷/空氣預(yù)混爆炸實(shí)驗(yàn)研究。相同甲烷體積分?jǐn)?shù)的預(yù)混氣體在不同截面管道中的爆炸火焰?zhèn)鞑ヌ卣鞑煌�。在出現(xiàn)郁金香火焰的工況其火焰速度都有再次上升階段。預(yù)混氣體爆炸壓力與火焰特征密切相關(guān),管道截面尺寸對(duì)爆炸壓力值有很大的影響,在管道截面適中的管道中出現(xiàn)了最大的火焰?zhèn)鞑ニ俣�、最大爆炸壓力。再�?將管道截面對(duì)氫氣/空氣預(yù)混爆炸影響和對(duì)甲烷/空氣預(yù)混爆炸影響進(jìn)行比較分析,表明管道截面的粗細(xì)對(duì)氫氣爆炸和對(duì)甲烷爆炸的影響規(guī)律基本一致。管道截面的不同使得爆炸火焰?zhèn)鞑ミ^(guò)程的形狀、傳播速度以及爆炸壓力值不同,與最細(xì)和最粗的兩個(gè)管道相比,在截面適中的管道中出現(xiàn)火焰?zhèn)鞑ニ俣燃皦毫Φ淖畲笾�。最后詳�?xì)地研究了形成郁金香的工況下的火焰?zhèn)鞑ゼ皦毫ψ兓?guī)律,分析了郁金香火焰的形成規(guī)律及原因,產(chǎn)生負(fù)壓的原因以及壓力震蕩的原因。本文以可燃?xì)怏w/空氣預(yù)混爆炸火焰動(dòng)力學(xué)及壓力變化的理論為基礎(chǔ),研究了管道截面尺寸對(duì)氫氣/空氣預(yù)混爆炸以及對(duì)甲烷/空氣預(yù)混爆炸的影響規(guī)律,分析了郁金香火焰形成原因和壓力震蕩原因,對(duì)于氫能源的安全利用及對(duì)預(yù)防瓦斯爆炸理論的完善有一定的幫助。
【關(guān)鍵詞】：可燃?xì)獗?/strong> 氫氣 甲烷 郁金香火焰 壓力
【學(xué)位授予單位】：河南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：O643.221
【目錄】：
- 致謝4-5
- 摘要5-7
- Abstract7-12
- 1 引言12-28
- 1.1 研究背景及意義12-14
- 1.1.1 研究背景12-13
- 1.1.2 研究意義13-14
- 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-24
- 1.2.1 可燃?xì)怏w爆炸理論研究現(xiàn)狀14-16
- 1.2.2 瓦斯爆炸傳播規(guī)律研究現(xiàn)狀16-20
- 1.2.3 氫氣爆炸傳播規(guī)律研究現(xiàn)狀20-24
- 1.3 目前研究的不足24-25
- 1.4 本文研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線25-28
- 1.4.1 研究?jī)?nèi)容25
- 1.4.2 技術(shù)路線25-28
- 2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)28-34
- 2.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)組成28-30
- 2.1.1 管道系統(tǒng)28
- 2.1.2 配氣系統(tǒng)28-29
- 2.1.3 壓力與光電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)29
- 2.1.4 火焰圖像采集系統(tǒng)29-30
- 2.1.5 點(diǎn)火系統(tǒng)30
- 2.2 實(shí)驗(yàn)方法及過(guò)程30-31
- 2.2.1 實(shí)驗(yàn)具體步驟30-31
- 2.2.2 火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊挠?jì)算31
- 2.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證31-32
- 2.4 本章小結(jié)32-34
- 3 管道截面尺寸對(duì)氫氣爆炸火焰及壓力的影響研究34-50
- 3.1 氫氣/空氣預(yù)混爆炸火焰?zhèn)鞑ゼ皦毫φ鹗幪匦匝芯?/span>34-40
- 3.1.1 預(yù)混火焰?zhèn)鞑バ螤?/span>34-35
- 3.1.2 預(yù)混火焰?zhèn)鞑ニ俣?/span>35-37
- 3.1.3 爆炸壓力震蕩特征37-40
- 3.2 截面尺寸對(duì)爆炸火焰及壓力的影響規(guī)律研究40-48
- 3.2.1 尺寸對(duì)郁金香火焰形成的影響規(guī)律40-43
- 3.2.2 不同截面尺寸下火焰?zhèn)鞑ニ俣忍卣?/span>43-46
- 3.2.3 尺寸對(duì)爆炸壓力值及壓力波震蕩的影響規(guī)律46-48
- 3.3 本章小結(jié)48-50
- 4 管道截面尺寸對(duì)甲烷爆炸特征的影響規(guī)律研究50-60
- 4.1 尺寸對(duì)郁金香火焰的影響規(guī)律50-52
- 4.2 不同截面尺寸下火焰?zhèn)鞑ニ俣忍卣?/span>52-54
- 4.3 截面尺寸對(duì)爆炸特征的影響研究54-56
- 4.4 管道截面尺寸對(duì)氫氣甲烷爆炸影響的相同與不同56-58
- 4.4.1 對(duì)預(yù)混火焰形狀的影響57
- 4.4.2 對(duì)預(yù)混火焰速度的影響57-58
- 4.4.3 不同截面尺寸下預(yù)混爆炸壓力規(guī)律58
- 4.5 本章小結(jié)58-60
- 5 郁金香火焰形成和壓力震蕩規(guī)律分析60-76
- 5.1 氫氣-空氣預(yù)混火焰?zhèn)鞑ミ^(guò)程的現(xiàn)象及分析60-62
- 5.2 火焰速度和壓力數(shù)據(jù)反應(yīng)的傳播規(guī)律62-68
- 5.3 爆炸后管道中產(chǎn)生負(fù)壓和壓力周期震蕩的原因68-73
- 5.4 本章小結(jié)73-76
- 6 研究結(jié)論及創(chuàng)新性76-78
- 6.1 研究結(jié)論76-77
- 6.2 創(chuàng)新點(diǎn)77
- 6.3 展望77-78
- 參考文獻(xiàn)78-86
- 作者簡(jiǎn)歷86-88
- 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集88
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6 王波，，張捷宇，賀友多;層流預(yù)混火焰的數(shù)學(xué)模型及數(shù)值計(jì)算[J];包頭鋼鐵學(xué)院學(xué)報(bào);1999年01期
7 蔣勇,邱榕;耦合詳細(xì)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)機(jī)理的碳?xì)淙剂项A(yù)混火焰結(jié)構(gòu)數(shù)值預(yù)測(cè)[J];江蘇大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2002年02期
8 劉聯(lián)勝;劉晶;郭平平;林博穎;谷巖;段潤(rùn)澤;;預(yù)混火焰不穩(wěn)定性的大渦模擬[J];燃燒科學(xué)與技術(shù);2010年05期
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10 呂兆華,R.Matthews,J.Howell;多孔陶瓷材料中的預(yù)混火焰[J];南京理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1989年03期
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1 范寶春;;預(yù)混火焰的傳播特性及其穩(wěn)定性[A];慶祝中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)成立50周年暨中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)’2007論文摘要集（上）[C];2007年
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5 王雙峰;張海;J.Jarosinski;A.Gorczakowski;J.Podfilipski;;近可燃極限氣體預(yù)混火焰特性的實(shí)驗(yàn)研究[A];中國(guó)空間科學(xué)學(xué)會(huì)第七次學(xué)術(shù)年會(huì)會(huì)議手冊(cè)及文集[C];2009年
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