柱形容器开口泄爆过程中压力发展特性的实验研究

在体积为 0 0 2 5m3 的柱形容器中 ,采用底端中心点火方式 ,对 4 1%的丙烷 空气、9 5 %甲烷 空气预混气的顶端开口泄爆过程进行了实验研究。实验结果给出了不同泄爆面积和不同泄爆压力条件下容器的内压力发展历史。就不同泄爆条件对容器内爆炸发展产生的影响进行了讨论。

柱形容器开口泄爆过程中的火焰传播特性

泄爆过程中流动与燃烧的相互作用机制是研究开口泄爆问题的关键。对柱形容器泄爆过程中压力与火焰发展传播过程的观测与分析表明,不同泄爆条件下压力与火焰的发展传播具有明显特点。泄爆诱导流动通过加速火焰传播、加剧火焰变形、增大火焰面积对容器内燃烧产生增强作用,泄爆流动大小主要由泄爆面积决定。小口中低压泄爆过程压力与火焰的发展过程与封闭燃烧中类似;小口高压以及大口泄爆过程中,火焰变形剧烈,传播速度明显上升,并导致压力的回升。

柱形压力容器开口泄爆过程数值模拟研究

为研究柱形压力容器泄爆规律,采用经典流体力学软件FLUENT对典型的柱形压力容器泄爆过程进行数值模拟,分析从泄爆口开启到泄压结束时间段压力发展、火焰传播、气体流动及可燃气体浓度变化特性。结果表明:不同泄爆压力下容器内压力发展变化呈现不同特点,在较小泄爆压力情况下会出现压力再度上升的双峰现象。泄爆过程中产生的湍流沿泄爆口附近容器壁拉长火焰面,并加快燃烧速率。同时就容器内不同点火位置对爆炸强度影响进行研究,得出在泄爆压力为0.04 MPa时,底面点火对本柱形压力容器产生的最大升压速率约为中心点火最大升压速率的1.4倍。

高压力容器开口泄爆过程中压力发展特征的实验研究

建筑物承受高压容器爆炸荷载作用的泄爆设计被日益重视。本文开展了在容积为0.15 m3方形容器中泄爆实验测试。实验装置一端连接高压管道,模拟产生高压爆炸。另一端连接泄爆装置,对不同压力作用的泄爆装置开启过程进行了实验研究。实验结果给出了不同爆炸压力条件下容器内压力发展时程和泄爆装置开启压力、开启时间等指标,对于高压容器的泄爆防护具有工程应用价值。

泄爆面积对柱形容器泄爆过程压力影响

为了研究泄爆面积对柱形压力容器泄爆过程中压力变化的影响,采用经典流体力学软件FLUENT在泄爆口直径分别为50、80、100mm情况下对容器内甲烷和空气混合气体泄爆过程进行了数值模拟,研究了不同情况下容器内压力发展变化规律以及爆炸流场参数分布。结果表明当泄爆压力为0.04MPa,泄爆口直径50mm时,泄爆口开启后压力容器内压力呈现继续上升趋势;泄爆口直径为80、100mm时,泄爆口开启后压力均立即下降,采用直径100mm泄爆口时压力下降速率更快,容器内压力降至环境压力所需时间更短。

端部泄爆口开口位置影响爆炸超压的研究

为了探究端部泄爆口开口位置对爆炸超压的影响,笔者在自主设计搭建的实验平台上,开展了端部泄爆口位于中部、上部和下部条件下的实验研究。结果表明端部泄爆口在不同开口位置条件下,超压波形结构和最大超压峰值差异明显。端部泄爆口位于中部、上部和下部工况的超压波形结构中,分别存在4个、3个、4个明显的超压峰值:Pb、Pfv、Pcv和Prev;Pb'、Pc'v和Pr'e v;Pb''、Pf'v'、PR''-T和Pr'e'v。泄爆口位于中部、上部和下部工况的最大超压分别为81.10 mbar、119.27 mbar和61.59 mbar。