水雾喷洒时间对滑移装置下甲烷爆炸特性影响

为提升滑移装置抑爆效果,在方形管中通入体积分数为9.5%甲烷/空气预混气体,分析细水雾协同不同弹性系数滑移装置作用下,水雾起始喷洒时间对预混气体爆炸特性影响。结果表明:先喷、指尖喷出现坡形火焰二次加速火焰传播,爆炸反应加剧,水雾不同程度充当障碍物加速火焰传播和碰壁断链,缩短火焰熄灭时间;后喷细水雾障碍物作用微弱,利用吸热降温作用抑制火焰传播,熄灭耗时相对较长。在爆炸超压方面,0.22 N/mm、0.42 N/mm 2种弹性系数滑移装置协同作用,先喷情形超压峰值增幅分别为9.25%、16.55%,指尖喷情形则高达88.71%、77.37%,促爆效果明显。后喷有一定的抑爆作用,超压峰值降幅分别为7.11%、2.93%。综上,后喷的抑爆效果优于先喷和指尖喷。

氮气-细水雾-滑移装置对甲烷爆炸特性的影响

为进一步探究多种抑爆技术之间的协同抑爆效应,在自行搭建的100 mm×100 mm×1000 mm方形管道爆炸试验平台上,开展无压力(0 MPa)与低压力(0.1、0.2 MPa)氮气-细水雾、不同弹性系数(0.42、0.81 N/mm)限位滑移装置共同作用下甲烷爆炸特性试验研究。结果表明:受含氮气的细水雾与滑移装置耦合影响,“郁金香”形火焰结构发育受阻;滑移装置使燃烧区形成可变容受限空间,其体积大小与火焰传播速度成正比;各工况爆炸超压均出现衰减,且已燃区衰减率稍大于未燃区,2种弹性系数下0.1 MPa氮气-细水雾作用时,已燃区超压峰值分别下降12.92%和16.07%,未燃区超压峰值分别下降11.97%和15.12%。

细水雾协同滑动装置对甲烷/空气预混气体爆炸特性的影响

大量甲烷爆炸事故表明,甲烷/空气预混气体爆炸容易造成大量人员伤亡和巨大财产损失。利用10 cm×10 cm×100 cm透明实验管道,探究了细水雾协同滑动装置对甲烷爆炸特性的影响,并着重分析爆炸火焰和超压。结果表明:协同作用下,细水雾对燃烧区超压的影响较小,对未燃区超压峰值有明显衰减作用,甲烷体积分数为11.5%时衰减幅度最大,为44.71%。细水雾对指形火焰有冲毁作用,可加快火焰传播速度,甲烷体积分数为11.5%时,火焰传播速度的提升幅度最大,为62.50%。滑动装置反向压缩火焰至细水雾作用区,加速火焰焠熄。甲烷体积分数为9.5%和11.5%时,火焰焠熄时间明显下降,分别为20.76%和29.65%;甲烷体积分数为7.5%时,火焰焠熄时间下降3.5 ms。

多孔材料空间位置对火焰涡激励效应的影响

为探究多孔材料空间位置对置障管道中甲烷/空气爆炸过程及火焰加速效应的影响,采用高速摄像机和冲击波测试仪监测爆炸过程特性参数变化,分析多孔材料安装于距点火端40、50、60、75cm处时对火焰涡激励动力的影响和超压瞬态变化。结果表明:多孔材料位于50cm处,火焰涡激励效应最显著,火焰加速传播,最大速度可达72.80m/s;多孔材料位于管道前半部分时,多孔网状障碍物对压力波的促进作用起主导,且50cm处的促进效果优于40cm处;位于管道后半部分时,多孔网状材料阻挡、反射和衰减压力波作用起主导,且75cm处的衰减效果优于60cm处。恰当的多孔材料位置在实际燃爆场景中十分重要,可避免阻火材料安装不当带来更大爆炸危害发生。