玉米淀粉和墨粉粉尘爆炸对无火焰爆炸泄压装置性能的影响

为研究无火焰爆炸泄压装置性能技术,选取玉米淀粉和墨粉为测试粉尘,利用1 m^(3)爆炸舱进行密闭空间和安装无火焰爆炸泄压装置爆炸试验。结果表明:相较于密闭空间的最大爆炸压力,无火焰爆炸泄压装置保护下的最大受控爆炸压力显著下降,其中玉米淀粉粉尘下降了79.5%,墨粉粉尘下降了69.1%。外场温度和压力变化随无火焰爆炸泄压装置泄压口轴线方向距离增大而减小,在无火焰爆炸泄压装置保护下墨粉粉尘所释放出的压力和热量远高于玉米淀粉粉尘,且外场粉尘扩散演化过程显示墨粉粉尘扩散的尺度空间更大。

爆炸泄压装置型式试验和泄爆效率计算

介绍了爆炸泄压装置及其实际测试情况,结合实际测试和计算经验,论述了对测试方法的理解。

超长建筑物爆炸泄压特性的试验研究

本文报导了在长径比等于7的7m3长方体试验装置内用液化石油气作的大量试验．定量地给出了液化石油气浓度、点火位置、点火源能量、泄压口封盖物和可燃气局部分布等因素对泄放爆炸压力的影响规律。

煤矿瓦斯爆炸与超长建筑物爆炸泄压的异同点

详细地给出了煤矿巷道内瓦斯爆炸与地面超长建筑物爆炸泄压特性的异同点。指出煤矿巷道中瓦斯爆炸的压力与瓦斯突出时形成的瓦斯—空气可爆混气段的长度(用长径比表示)、巷道的水力学当量直径、可爆混气段的位置、点火源的位置有关。瓦斯—空气可爆混气段位于掘进端面,点火源也位于掘进端面,长径比为20的一段长度,瓦斯体积分数约为10%的可爆混气段可以产生爆轰,造成整个矿井大部分人员死亡。

基于1 m^(3)泄爆装置的墨粉爆炸泄压机制研究

为了研究墨粉在爆炸泄压过程中燃烧与流动的变化机制,通过改变泄爆片尺寸、墨粉浓度以及泄爆片的惯性力等参数对爆炸泄放过程中反应釜中压力以及外场火焰形态变化进行试验研究,同时与完全封闭空间内不同墨粉浓度的压力曲线对比。研究结果表明:相同泄爆开口尺寸下,粉尘浓度与受控爆炸压力(采用爆炸泄压保护措施后工业腔体内产生的压力)负相关;开口尺寸增加可以提升泄压效率;结合外场火焰形态的变化情况揭示声动火焰不稳定性对反应釜中压力发展的影响;通过无惯性泄爆试验的对比证明泄爆片惯性对受控爆炸压力的影响不可忽视。

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。

基于伯努利方程舱室内爆炸准静态泄压过程研究

为了研究舱室内炸药爆炸泄压过程参数变化规律,基于伯努利方程推导给出了一种计算泄压过程中准静态压力及速度时间历程的简化计算公式。采用自主开发的程序开展了不同泄压口大小、不同质量炸药下舱室内爆炸泄压数值计算,通过理论与数值计算结果的对比分析了公式中等熵指数的取值及影响因素。研究结果表明,泄压口大小对等熵指数影响很小,而炸药质量对等熵指数影响较大,随着炸药质量增大,等熵指数不断减小并趋于1.0。

障碍物对油气-空气混合气体泄压爆炸火焰传播特性影响

为了研究障碍物对油气泄压爆炸火焰传播特性的影响规律,进行了不同数量障碍物工况下的对比实验,并利用纹影仪和高速摄影仪记录了火焰传播过程,针对障碍物对火焰形态、火焰锋面位置及火焰传播速度的影响规律进行了研究,结果表明:圆柱体障碍物会导致油气泄压爆炸火焰形态产生褶皱和弯曲变形,诱导层流火焰向湍流火焰转变,加速火焰的传播,对油气泄压爆炸火焰的初始传播形态有显著影响;随着障碍物数量的增多,火焰锋面传播距离点火端的最大距离增大,但到达最远距离的时间减少;障碍物能够增强火焰的传播速度,尤其对障碍物下游火焰影响最为显著,随着障碍物数量的增多,火焰传播的最大速度也随之增大,但达到最大火焰传播速度的时间却随之减少;障碍物的存在增大了油气泄压爆炸过程外部爆炸压力,并且随着障碍物数量的增多,外部爆炸压力峰值增长幅度增大。

泄压空间内爆炸温度载荷的影响规律研究(一)——装药质量

基于自主开发的程序开展了泄压空间内炸药爆炸温度场数值计算,初步探讨了装药质量对泄压空间内爆炸温度载荷的影响规律。研究表明:①爆炸发生后,舱室内部气体被迅速加热升高到准静态温度峰值,且随着药量的增大,准静态温度直线上升速率增大;随着泄压口的持续泄压,舱室内部气体温度缓慢衰减到平稳值,且随着药量的增大,准静态温度直线衰减速率加快。②相较同初始条件密闭空间内爆炸,随着药量的增加,泄压对于温度载荷的降低效果更明显。本文的研究可为进一步探讨考虑后燃烧效应爆炸温度场数值计算及毁伤评估提供参考。

内爆炸爆轰产物运动过程二维数值模拟研究(二)——泄压空间

为了研究泄压空间内爆炸爆轰产物运动及能量演化规律,采用五阶WENO有限差分格式,通过耦合求解两组分可压缩欧拉方程,自主编写了泄压空间内炸药爆炸过程二维数值计算程序。采用验证的程序数值探讨了泄压口大小、泄压口位置、炸药爆炸位置对爆轰产物运动及能量演化的影响规律。研究表明:上述因素不仅改变了爆轰产物的运动形态,同时改变了产物的泄出过程;泄压口的存在主要加快气体内能的泄出过程。本文研究可为舱室内爆炸毁伤评估提供一定的参考和依据。

障碍物位置和油气浓度对油气泄压爆炸特性影响

为研究障碍物位置和油气浓度对油气爆炸特性影响,选取1.3%(低)、1.7%(危险浓度)和2.1%(高)三种初始浓度,进行了多工况油气泄压爆炸对比实验,主要结果为:(1)泄压爆炸超压曲线存在三个典型峰值,其中,泄压峰值pv大小与障碍物位置无关,负压峰值pneg的最大绝对值在障碍物与点火头的无量纲距离Li/L=0.4取得;最大超压峰值pmax最大值在Li/L=0.4取得(1.7%和2.1%工况),而1.3%工况在Li/L=0.6取得;(2)平均升压速率(dp/dt)ave、爆炸威力指数Emax、最大升压速率(dp/dt)max和最大爆炸指数Kmax的最大值均在Li/L=0.4取得;(3)在传播初期,火焰呈现较规则的"指尖形"形状,受障碍物扰动后,火焰锋面产生不规则变形,并在管道外部形成"蘑菇状"火焰,当Li/L=0.2时,"蘑菇状"火焰最明显;(4)最大火焰传播速度Sfmax在Li/L=0.2取得,并随着Li/L从0.2升至0.8时,单调递减。上述观测结果表明,障碍物位置和油气浓度对内置障碍物管道中油气爆炸特征参数均具有影响。

连续圆孔障碍物对油气泄压爆炸火焰特性影响大涡模拟

采用WALE模型和Zimont预混火焰模型对内置圆孔障碍物油气泄压爆炸火焰特性进行了大涡模拟,并将大涡模拟计算结果和RNG k-ε湍流模型计算结果以及实验结果进行对比分析,验证了大涡模拟的精确性。结果表明:(1)大涡模拟在预测油气爆炸超压、火焰传播速度以及火焰形态变化等方面比RNG k-ε湍流模型精确度更高,且能表现出更多流场的精细化结构;(2)障碍物诱导管道内形成湍流度较高的流场区域,导致火焰产生褶皱弯曲变形,增大火焰面积,加速火焰传播;(3)爆炸超压、火焰传播速度和火焰面积内在联系密切,具有显著的耦合性,且随时间的变化趋势存在高度的一致性。

超长(大)建筑物的抑燃泄压试验研究

本文分析了爆炸抑制系统、情性化抑爆系统和爆炸泄压三种技术在有爆炸危险性的超长（大）建筑物中应用的限制，在此基础上提出了“抑燃泄压”技术，并在 １ｍ３， ７ ｍ３和 ３０ ｍ３试验容器内做了一系列试验。试验结果证明这种技术对于超长（大）建筑物的防爆是有效的。

昆山粉尘爆炸的原因及解决措施

根据以往粉尘爆炸泄压试验,认为2014年8月2日发生的江苏昆山的特大爆炸可能不是车间空气中粉尘浓度超标遇到火源造成的。粉尘爆炸发生在除尘管路,300个抛光装置的除尘管路相互连通到总除尘管道的除尘装置是主要原因。长期使用使滤网磨损,经过滤网流出气流中的粉尘浓度等于或大于爆炸下限,电机过热产生火源引爆除尘管道中的粉尘—空气混合物。

金属爆炸减压板应用中须注意的事项

指出金属爆炸减压板的一些超范围应用。

爆炸换向器的设计及测试

爆炸换向器是以串联方式安装在涉粉工艺系统上的被动防护系统,凭借其所安装管道的内部爆炸压力而动作,最常见设计结构为管道嵌套式,该结构可改变流动方向且安装有爆炸泄压装置,一般由入口管道嵌套在出口管道的内部。当爆炸在管道内传播时,泄压装置会打开并导出火焰和压力至安全区域。爆炸换向器的设计应确保在换向后不出现压力堆叠和火焰射流点燃。本文主要介绍新类型防爆技术,可为相关技术和行业提供技术参考。