无约束泄爆对甲烷/空气火焰传播特性影响的试验研究

为防止可燃性气体爆炸事故,减小事故带来的危害,揭示无约束泄爆影响火焰结构的动力学演化过程。根据爆炸发生的环境和场所,建立开口泄爆管道试验平台,通过试验研究泄爆管道甲烷/空气预混火焰的传播特性。采用高速纹影摄像技术,清晰捕捉到预混火焰传播过程中的细微结构特征,并采用高频压力传感器采集管道内压力变化特性,分析泄压口比率对火焰传播特性的影响。结果研究表明,反射压力波对火焰传播速度的干涉作用明显;得出了泄压口比率与火焰传播特性的关系式;并发现泄压口比率为30%是火焰传播特性变化的拐点值,可作为有效泄爆设计的重要参考值。

球形容器小口泄爆压力变化特性

以甲烷-空气预混气体为实验介质,研究了22L球形容器在小口有约束和无约束泄爆条件下,不同无量纲泄压比时的泄爆压力变化特性。研究发现:有约束泄爆时,当破膜压力保持不变,随着无量纲泄压比的减小,球形容器的最大泄爆压力和最大泄爆压力上升速率均增加;无量纲泄压比大于一定值时为平衡泄爆,否则为非平衡泄爆;有约束泄爆时,当无量纲泄压比大于0.009而小于0.025时,泄爆有着明显的效果,泄压是完全有效的;当无量纲泄压比大于0.00169而小于0.00900时,最大泄爆压力与密闭爆炸压力接近,泄爆效果较差;当无量纲泄压比小于0.00169时,最大泄爆压力略大于密闭状态下的爆炸压力;无约束泄爆时,不同无量纲泄压比的最大泄爆压力均低于密闭状态下的爆炸压力。实验结果为工业生产中球形容器的泄爆安全设计提供科学依据。