悬浮态AlH_(3)粉尘爆炸泄放过程能量输出规律

为了研究悬浮态AlH3粉尘爆炸泄放过程的能量输出规律,采用改进后的20 L球爆炸测试系统分别对其在密闭和泄放条件下的爆炸压力和火焰传播规律进行了研究。结果表明:悬浮态AlH3与Al粉相比,在密闭体系内爆炸下限浓度由40 g·m^(-3)下降至30 g·m^(-3),表明AlH3点燃后释放氢气过程加速了整个化学反应历程;此外,密闭体系下AlH3粉尘爆炸的最大爆炸压力和爆炸压力上升速率均高于铝粉爆炸,最大爆炸压力由1.02 MPa上升至1.15 MPa,表明由于氢气释放形成了可燃气体‐可燃粉尘复合体系,使得爆炸能量释放过程更为猛烈;泄放条件下,在浓度为500 g·m^(-3)时,AlH3的爆炸压力(p)和爆炸压力上升速率(dp/dt)下降幅度最大,分别达43%和30%,表明爆炸泄放可以有效降低爆炸伤害;同时,得出爆炸泄放火焰长度和速度均在AlH3浓度为750 g·m^(-3)时达到最大,多次火焰产生概率和出现频次随浓度增加而增加。

采用泄爆管的粉尘爆炸在泄放过程中的压力特性

以2μm铝粉为介质,在内径68mm、高305mm的钢制圆柱容器顶端连接内径25mm、不同长度的钢制泄爆管,开展了粉尘爆炸泄放实验。通过分别改变泄爆管长度及粉尘的质量浓度,研究粉尘爆炸泄放过程中容器及泄爆管内的压力特性,重点在探索泄放过程中二次爆炸发生的条件。结果表明,在本实验条件下,当泄爆管长度LT≥1 500mm,粉尘质量浓度ρ≥500g/m3时,泄爆管内发生二次爆炸的几率很高。二次爆炸产生的压力波分别向爆炸容器及泄爆管末端2个方向传播。向爆炸容器传播的压力波阻碍并扰乱泄放过程,导致容器内残余未燃粉尘反应,使容器内压力出现二次峰值。

导管泄放粉尘爆炸过程中二次爆炸现象研究

以2μm铝粉为介质,通过在1.3 L柱形容器顶端连接泄放导管,研究了导管泄放粉尘爆炸过程中容器及导管内的压力特性,探讨了粉尘爆炸泄放过程中二次爆炸的发生条件及规律。结果表明,采用导管泄放粉尘爆炸时,由于火焰较压力波有滞后,火焰进入导管会点燃已经随压力波进入导管的未燃粉尘,产生二次爆炸现象。当容器内铝粉质量浓度超过500 g/m3,且导管长度超过1 500mm时,导管内会出现二次爆炸现象。当容器内粉尘质量浓度为500～1 000 g/m3时,二次爆炸引起的容器内二次压力峰值不超过一次压力峰值。通过开展泄爆膜上二次放粉试验时发现,若爆炸开始前导管内存在可燃粉尘,则二次爆炸强度显著增大,容器内二次压力峰值接近甚至超过一次压力峰值。泄放导管越长,粉尘质量浓度越大,二次爆炸强度越大。

泄爆条件下高速响应抑爆装置抑制淀粉爆炸研究

为探究能有效抑爆大型连通容器内粉尘爆炸的安全技术,以ABC干粉为抑爆介质,利用自主研制的抑爆装置,基于爆炸泄放条件下的5 m^(3)工业级容器内开展玉米淀粉-空气混合物爆炸抑制试验,探究该工况下粉尘爆炸超压峰值和火焰传播速度变化规律,并对自主研发的抑爆装置能否有效抑爆进行试验测试。结果表明:泄放条件下容器内最大爆炸压力为19.59 kPa,自容器至连通管道末端压力峰值逐渐减小,火焰传播速度呈现随距离增加而增大的趋势;化学抑爆是爆炸压力波-火焰与高压氮气-抑爆剂雾段相互反应,包含气流对冲、惰化与吸放热的复杂过程,因此抑爆装置的使用需要保留足够的抑爆距离。

带燃爆泄放口的卧式容器鞍座设计

以Zick分析方法为基本模型 ,考虑了燃爆泄放对容器的冲击力 ,对带燃爆泄放口的卧式容器进行受力分析 。

MgH_(2)粉尘爆炸的能量释放特性规律

为了探究MgH_(2)粉尘爆炸的能量释放特性规律,采用改进后的20L球爆炸泄放装置获取了其爆炸压力和火焰传播规律,并分析了现行的工业粉尘爆炸泄放标准对MgH_(2)爆炸泄放安全设计的适用性。结果表明,密闭条件下,MgH_(2)粉尘爆炸压力随粉尘浓度的升高呈现先增大后减小的趋势,在750g/m^(3)时达到最大,爆炸指数为310.5MPa·m/s;泄放条件下泄放压力和火焰持续时间主要受MgH_(2)粉尘浓度影响;导管对泄放有限制作用,当导管长度从30cm增至100cm时,球内最大压力和压力上升速率分别上升了5%和9%;NFPA 68设计标准在250、500、1000g/m^(3)时对MgH_(2)粉尘爆炸较为适用,但在750g/m^(3)时,标准的预测值低于实验值。因此,仅通过现有的普通工业粉尘爆炸泄放标准对MgH_(2)进行爆炸泄放安全设计存在一定的安全风险。

粉尘燃爆抑制与泄放动力学机理研究进展

粉尘防爆是防范遏制生产安全事故的重要领域,围绕粉尘爆炸抑制效率低、高温火焰淬熄与泄压效率难以兼顾等问题,开展粉尘燃爆抑制与泄放技术研究,在事故初期遏制并降低事故后果,成为当今亟待解决的热点问题。分析总结了粉尘抑制反应动力学机理,阐明了抑制材料对粉尘燃爆气相反应和表面反应的抑制机制,介绍了粉尘爆炸高效抑制材料的研制,提出了高爆炸指数粉尘泄放面积设计方法,建立了泄爆压力与火焰的精确预测模型,对粉尘燃爆无焰泄放技术装备的特点与不足进行了探讨。

地下变电站变压器室爆炸行为分析

针对地下变压器室存在爆炸问题,根据变压器油电弧产气爆炸行为特性,本文提出构建递归神经网络变分自编码器的潜在因子分析方法,获得变压器电弧产气行为的低维特性并刻画爆炸行为。首先,利用实验和计算流体力学软件FLACS对某220 kV全地下变电站的主变压器室内变压器油释放可燃气体引发的爆炸进行模拟计算,比较不同可燃气体量与不同泄放面积下地下变电站内的压力温度分布;进一步利用递归神经网络变分自编码器方法提取不同气体爆炸时的温度变化和压力变化数据潜在因子,从低维动态轨迹和稳定流形平面角度探测产生爆炸行为特性。分析表明,计算范围内室外最大泄爆压力随泄放面积增大保持相对稳定略有上升,可燃气体当量体积增大也会提升室外最大泄爆压力。本文为变压器产气爆炸特征研究提供了一种新的途径。