多孔球形材料阻火抑爆性能影响因素数值模拟研究

为探究影响多孔球形材料阻火抑爆性能的主要因素,采用气体爆炸模拟软件FLACS建立多孔球形结构中湍流燃烧模型,对填充多孔球形材料后丙烷/空气预混气体燃烧爆炸过程进行数值模拟。研究结果表明:多孔球形材料能够有效衰减爆燃压力波、阻隔火焰传播,起到阻火抑爆作用,且压力波衰减程度和火焰阻隔效果与多孔球形材料的尺寸、孔径及填充密度密切相关。当多孔球形材料的直径为25mm、孔径为3mm、填充密度为20层时,压力波衰减程度最大,火焰阻隔效果最明显,说明直径和孔径越小,填充密度越大,材料的阻火抑爆性能越强。

PVDF球形多孔材料的抑爆性能研究

为分析聚偏氟乙烯(PVDF)球形多孔材料对管道内甲烷-空气预混气体的抑爆性能,自主搭建气体爆炸测试平台,试验研究球形多孔材料填充密度及填充方式等因素对甲烷-空气预混气体爆炸的影响机制。结果表明:与空爆相比,填充多孔材料后,管道内爆炸超压及最大爆炸超压上升速率均明显降低;对甲烷-空气的抑制效果与材料的填充密度呈正相关,当填充密度为0.077 g/cm^(3)时,球形多孔材料对爆炸超压的抑制率达到54.7%,最大爆炸超压上升速率降低了58.3%;改变材料的填充方式显著影响管道内的气体爆炸超压,采用分散填充的方式增强了多孔材料对最大爆炸超压的抑制作用,在填充密度(为0.0385 g/cm^(3)时)不变的情况下,对管道末端气体最大爆炸超压的抑制率达到66%。说明改变材料填充密度和填充方式均会影响多孔材料对甲烷-空气预混气体爆炸的抑制效果。

球形非金属材料对甲烷掺氢爆炸抑制机理研究

目前甲烷掺氢技术广泛应用于管道运输,为了保障甲烷掺氢气体的运输安全,基于自主搭建的气体爆炸平台,采用实验与理论相结合的方法,研究了掺氢比对甲烷-空气爆炸压力的影响,并探究了单一球形和组合球形多孔非金属材料对甲烷掺氢的抑爆效果,为球形多孔非金属材料在混合燃料阻隔防爆领域的应用提供理论支撑与实验依据。实验结果表明:甲烷掺氢后爆炸强度显著增强,最大爆炸压力以及压力上升速率均随氢气体积分数的增大而增大;与单一球形多孔非金属材料相比,组合球形多孔非金属材料对甲烷掺氢的抑爆效果更突出,并且抑爆效果受填充长度影响,当填充长度为40 cm时,最大爆炸压力降低51.02%,最大爆炸压力上升速率降低53.85%,相较于单一球形多孔非金属材料,抑爆性能提升了78.58%。