氢气-甲烷-乙醇混合燃料的爆炸压力特性

在初始温度为400 K,不同的初始压力(0.1、0.2、0.4 MPa)、乙醇体积分数(20%,50%,80%)和当量比(0.8~1.4)下,采用定容燃烧弹对氢气-甲烷-乙醇的爆炸特性进行研究。将实验中获得的原始电压信号转换为压力数据并进行高斯滤波降噪处理,通过爆炸压力、压力上升率、爆炸指数和爆炸时间等相关参数来分析爆炸特性,这些参数可以用于评估可燃物爆炸强烈程度,同时对燃料的层流燃烧速度、敏感性和反应路径进行分析。结果表明:随着初始压力的增加,预混燃料的爆炸压力峰值、最大压力上升速率、爆炸指数和爆炸时间均显著增加。乙醇比例的增加会降低最大压力上升速率和爆炸指数,但会增加爆炸压力和爆炸时间。燃料在不同的初始压力和乙醇比例下,总在当量比为1.2~1.3之间达到爆炸压力峰值、最大压力上升速率、爆炸指数的极大值和爆炸时间的极小值。此外,灵敏度分析表明预混燃料的爆炸反应程度与燃烧过程中生成的H和OH自由基数量有很大关系。总体而言,研究获得的爆炸指数在大多数工况下均低于20 MPa·m/s,表明该燃料处于相对安全水平。

工业弯管泄爆位置对爆炸压力的影响规律研究

为研究弯管泄爆对管内气体爆炸参数的影响,基于试验研究和数值模拟分析管道泄爆状态下爆炸压力的变化规律。研究结果表明:试验条件下,封闭管道弯头最大爆炸压力位于4.727 m处(达0.437 MPa),泄爆后该点最大爆炸压力降低了13.5%。泄爆口位置变化对爆炸压力的最大影响点位于弯管内4.772 m处,当泄爆口位于4.757 m时,4.8 m处测得最大爆炸压力降低9.84%,包含爆炸前期由于诱导爆炸前驱波的明显泄放效果和爆炸后期由于冲击波反射叠加、压力积聚的泄放效果弱化。随着泄爆口位置和点火点之间的距离的增大,泄爆后弯管处最大爆炸压力先减小后增大,呈一维高斯函数分布,4.786 m之后泄爆后最大爆炸压力比封闭管道时降低;而泄爆口处最大爆炸压力随与点火源之间的距离增大而单调减小,呈指数函数分布。

隔爆外壳爆炸压力及其影响因素浅析

为分析隔爆外壳内爆炸压力大小的影响因素,选用Ⅰ类、ⅡA、ⅡB、ⅡC类电气设备爆炸压力测定试验用气体,以定容爆炸模型和特定样品为依托,进行了隔爆外壳爆炸压力的理论分析和实际测试,并结合业内同仁及相关学者的研究成果,对隔爆外壳爆炸压力的影响因素进行了归纳、浅析,为相关设计和试验人员提供一定的理论指导与参考。

不同粒度铝粉在水平管道内的爆炸压力测定

利用自制的水平管道式气体-粉尘爆炸试验装置对不同粒度铝粉的爆炸压力进行测试。结果表明,爆炸压力及爆炸压力上升速率都随着铝粉粒度的减小而增大,粒度为6～8μm,9～12μm,15～17μm铝粉的平均最大爆炸压力分别为0.63 MPa,0.56 MPa,0.45 MPa,爆炸压力上升速率分别为47.2MPa/s,38.1MPa/s,30.2MPa/s。铝粉粒度越小,在相同时刻铝粉参与反应的时间越提前。在水平管道内,测试结果受点火延迟时间及测试装置尺寸的影响较大。

激波诱导下煤粉的爆炸压力测试

因气体爆炸导致沉积粉尘的二次爆炸的威力远大于单纯的气体或者粉尘爆炸产生的威力,利用自制的装置,诱导煤粉爆炸的激波由甲烷气体爆炸产生,对激波诱导下煤粉的爆炸压力Pmax、爆炸压力上升速率(dp/dt)max进行了实验研究。该实验分别研究煤粉浓度及煤粉粒度对爆炸指数的影响,其结果表明:对于不同的煤粉浓度,存在一个理想煤粉浓度值,在这个浓度下的煤粉爆炸压力值最大;随着煤粉粒度的减小,其爆炸压力不断升高。

粉尘云最大爆炸压力和最大压力上升速率测定的影响因素

简述了粉尘云最大爆炸压力和最大压力上升速率两个参数的测定装置和标准,从扩散喷嘴、化学点火头、动态压力传感器、球体密闭性能四个方面分析了对参数测定的影响。

点火延迟时间对粉尘最大爆炸压力测定影响的研究

根据粉尘云形成时颗粒分散及沉降的时间效应,指出目前国际通行的球型爆炸装置采用固定点火延迟时间测定粉尘最大爆炸压力的方法具有不确定性,并以煤粉为介质在20 L标准爆炸球装置上进行系列爆炸实验,研究装置点火延迟时间对粉尘爆炸压力的影响。结果表明:点火延迟时间对粉尘爆炸压力测定有十分显著的影响,不同粒径粉尘的最大爆炸压力有不同点火延迟时间,目前仅以气相湍流度所确定的固定点火延迟时间下,所测粉尘最大爆炸压力可能严重偏离实际。

碳酸盐对密闭空间粉尘爆炸压力影响的试验研究

为了预防和缓解工业粉尘爆炸并研究惰性粉尘对粉尘爆炸的惰化作用,在Siwek 20 L球形爆炸装置内,针对高爆镁粉和高灰分煤粉,选用碳酸钙(CaCO3)、碳酸氢钠(NaHCO3)、碳酸氢钾(KHCO3)等3种碳酸盐作为惰化剂,讨论惰化剂浓度、粒径及点火能量对最大爆炸压力的影响。结果表明,惰化剂粒径越小,浓度越高,对粉尘爆炸的惰化作用越强;粉尘爆炸的净升压与点火能量无关,点火头主要起引燃作用;当惰化剂浓度递增至60%时以上,粉尘爆炸压力急剧下降,直至不爆。此外,CaCO3的抑制效果明显优于NaHCO3、KHCO3,故推荐采用CaCO3来控制粉尘爆炸风险。

超细水雾作用下瓦斯的爆炸压力及升压速率

采用三面透明的长方体腔体模拟狭长空间内的瓦斯气体爆炸,研究了不同体积超细水雾对不同体积分数瓦斯气体爆炸的抑制作用.实验中采用GigaView高速摄影获取超细水雾抑制瓦斯爆炸的动态过程,采用两个PCB压力传感器测量超细水雾抑爆过程中腔内两个不同位置的压力变化情况.结果表明,瓦斯气体的爆炸压力、爆炸升压速率以及爆炸波的传播速度均随着超细水雾施加量的增加而明显降低.除爆炸被超细水雾完全抑制的情况外,爆炸波的传播速度可从接近声速下降到150,m/s,爆炸压力可降低78%,说明超细水雾抑制瓦斯爆炸是十分有效的.

无约束气云弱点火爆炸压力实验研究

The strength of flammable gas cloud explosion has been experimentally researched by means of acetylene-air clouds which were ignited by electric sparks.The ignition device which provides ignition energy of about 100mJ was made according to international standard ISO 6184 and American Standard NFPA68. The explosion pressure was picked up by pressure transducer with a dynamic responding time of 0.001 s and recorded by computer. By regressing the experimental data,the relationship of gas cloud explosion pressure to the initial radius of gas cloud and the distance to the center of gas cloud can be obtained. That is p=Ar 2 0/r where A is a constant depending on flammable gas cloud.The damage of unrestricted gas cloud to building structure is discussed based on the strength of houses.

固体惰性介质对煤粉爆炸压力的影响研究

通过对固体惰性介质在减轻煤粉爆炸作用的实验研究,给出影响固体惰化剂作用效果的主要影响因素。实验分别选用来自加拿大和中国的3种煤粉和石灰石,对每种实验样品的成分、粒度都进行分析。用20L球形容器进行实验,测定煤粉中加入不同含量的石灰石后煤粉爆炸的Pmax和(dp/dt)max值。结果表明,石灰石能够起到减轻煤粉爆炸影响的作用,并且随着煤粉粒度的减小,要达到相同的抑爆效果需要的石灰石的用量将加大。

20 L球内油气爆炸压力影响因素研究

采用三路进气20L球试验装置模拟油气爆炸过程,分析点火方式、点火延时、点火长延时以及超细干粉等对油气爆炸压力的影响。点火方式对油气环境最大爆炸压力的影响相对较小,点火延时对油气爆炸测试结果影响较大。以油气最大爆炸压力为基准进行超细干粉抑爆试验。抑爆粉体本身粒度及抑爆性能是决定其抑爆能力的关键因素。随着测试粉体浓度的增加,爆炸感应期相对滞后,抑爆效果变化不明显。

点火延迟时间对铝粉爆炸压力的影响研究

在实验室自行设计的水平管道式粉尘爆炸装置中,利用高压电极点火,在不同点火延迟时间对3种粒度铝粉的爆炸压力进行了实验研究.结果表明:随着点火延迟时间的增大,铝粉的最大爆炸压力和最大压力上升速率先增大后减小;存在一个最佳点火延迟时间使得最大爆炸压力和最大压力上升速率的值最大.而且铝粉粒度越大,最佳点火延迟时间越小.同时,还存在一个可爆延迟时间范围,随着铝粉粒度的改变,该延迟时间范围也会发生相应的变化.最后,从理论上对实验结果进行了定性分析.

管道直径对瓦斯爆炸压力的影响研究

为研究不同直径的管道对瓦斯爆炸压力的影响,以期降低瓦斯爆炸造成的危害,在光滑水平管道上,分别接入3种不同尺寸的直管,进行甲烷与空气混合气体爆炸试验。结果表明,在光滑水平管道中,爆炸压力随爆炸波传播距离的增大而递增。接入小直径连通管后,爆炸压力变化情况是,在连通管之前压力显著增大,之后则减小。当分别接入0.28 m长的管道,直径由88 mm变为108 mm时,及直径为108 mm管道,长度由0.28 m变为0.56 m时,各测试点压力均增加。连通管直径变化对压力的影响较长度变化的影响大。

圆筒装置内爆炸压力载荷特性实验研究

为了研究密闭环境压力载荷波形特征和分布规律,开展了长径比2∶1圆筒装置的TNT装药内爆炸实验,获取了圆筒壁面、端盖板表面的压力载荷数据,结合仿真计算结果,研究了圆筒壁面、端盖板上压力载荷波形特征和形成机理,建立了压力载荷峰值的表征模型,并开展了模型验证。结果表明,圆筒壁面与盖板压力载荷波形不完全相同,壁面压力载荷按照爆心距由近到远,从显著的单波峰向多峰值变化,在近场区域压力载荷衰减特性与一定炸高自由地面冲击波类似;盖板上压力载荷呈多波峰特点,中心区域压力载荷最大峰值大于首峰值的3倍,角隅区域大于首峰值6倍;圆筒壁面上的压力载荷最大峰呈现凹型分布规律。该研究结果可为密闭环境内爆载荷的特性分析和结构毁伤评估提供参考。

多元可燃性混合气体最大爆炸压力的简化计算

研究多元可燃性混合气体在定容、绝热情况下发生爆炸时最大爆炸压力的简化计算方法.分析了多元可燃性混合气体煤气的组分及各组分气体的热力学性质,根据热力工程学计算出混合气体的热力学性质,并将该混合气体作为单一气体简化其热化学反应方程式,提出了计算混合气体反应终态温度的方法,在此基础上求解出不同煤气体积分数下最大爆炸压力的理论值;利用爆炸特性参数测试系统实测了对应的不同煤气体积分数下的最大爆炸压力值,并与理论计算值进行了比较分析.结果表明,简化计算方法所得的多元可燃性混合气体最大爆炸压力与实验测试结果基本吻合,为可燃性气体爆炸工程应用提供了一个有效的近似估算方法.

FAE装置炸高对爆炸压力场影响的实验研究

FAE装置炸高对爆炸压力场有重要影响。本文通过相同条件下不同炸高的 FAE装置进行实验 ,利用多通道数据采集仪和地面模拟目标进行空气冲击波测量和地面毁伤效应评估。实验结果表明 :FAE装置炸高对爆炸空气冲击波有重要影响 ,它不仅影响毁伤半径 ,而且还影响不同距离处的冲击波作用时间和压力峰值。

密闭管道内障碍物对瓦斯爆炸压力的影响

为系统研究障碍物对瓦斯爆炸压力的影响规律,利用水平管道式气体爆炸试验系统,在水平爆炸管中放置障碍物条件下对瓦斯爆炸压力进行试验研究。通过改变内置障碍物的形状、阻塞率及间距,研究这些参数的改变对瓦斯爆炸压力的影响。结果表明:条形障碍物作用下瓦斯的爆炸压力最大,其次为弓形,圆环型障碍物对瓦斯爆炸压力的影响最小;随着障碍物阻塞率的增大,瓦斯爆炸压力依次递增;瓦斯爆炸压力随障碍物间距的增大缓慢递增,与障碍物形状、阻塞率相比,障碍物间距对瓦斯爆炸压力的影响最小。不同障碍物下瓦斯爆炸压力均随着管道长径比的增加先减小后增大,在长径比为64处爆炸压力增长幅度最大。

点火能量对瓦斯爆炸压力影响的实验研究

点火源的性质对瓦斯爆炸极限范围有很大影响,同样也影响最终的爆炸压力及压力上升速率。运用自行研制的实验系统,就点火能量对瓦斯爆炸压力及压力上升速率的影响进行了实验。研究结果表明,点火能量强度越高,越容易产生大量的自由基,爆炸反应进行得越快,越容易使瓦斯空气混合气体点爆,瓦斯爆炸的最大爆炸压力及最大压力上升速率也就越高,且与点火能量呈线性关系变化。这些规律为瓦斯爆炸特性的研究以及有效地预防井下瓦斯爆炸事故奠定了理论基础。

含能材料粉尘爆炸压力和压力上升速率的研究

对比研究了点火延迟时间，粉尘粒度和浓度对梯恩梯粉尘，黑索金粉尘和面粉的影响规律，定性讨论了含能材料和一般工业粉尘（需外界供氧）的爆炸过程。实验表明：空气中的氧浓度并非是含能材料粉尘爆炸的必要条件，爆炸的压力随浓度的增加而线性增加；粒度在一定范围内对爆炸峰值压力影响不大，压力上升速率随粒度的减小而增大，但增加趋势较一般工业粉尘平缓；点火延迟时间在一定范围内，对其峰值压力和压力上升速率的影响不明显。