乙醇−氢气−空气预混燃气爆炸特性的研究

利用定容燃烧弹系统研究了乙醇−氢气−空气预混气体的爆炸特性。实验在初始温度为450 K、初始压力为0.1~0.4 MPa、氢气含量为20%~80%、当量比为0.7~1.4条件下进行。对压力数据进行处理获得峰值爆炸压力、最大压力上升率和爆炸时间等参数,评估预混气体爆炸的危险性。结果表明,不同氢气含量的预混气体的峰值爆炸压力只存在微小差异,但氢气含量的增加能显著提高最大压力上升率,缩短爆炸时间。峰值爆炸压力和最大压力上升率均随初始压力增大而线性增加。在高压、高氢气含量条件下,预混气体具有较高的爆燃指数,爆炸危险性大。

乙醇/甲烷/氢气预混气体爆炸特性研究

为了进一步了解C_(2)H_(5)OH/CH_(4)/H_(2)预混气体的爆炸特性,在定容燃烧弹内对不同当量比(0.7~1.4)、不同初始温度(370,400,450 K)、不同乙醇掺混比例(20%,50%,80%)的C_(2)H_(5)OH/CH_(4)/H_(2)预混气体的爆炸特性进行实验研究及分析。结果表明:爆炸压力峰值与初始温度呈线性负相关,与乙醇掺混比例呈线性正相关;随着当量比的增大,爆炸压力峰值和最大爆炸压力上升速率均呈现先增大后减小的规律,其峰值出现在当量比为1.2或1.3处,而爆炸时间呈现先降低后略有增大的规律;相同初始温度下,随乙醇掺混比例的增大,预混气体放热量增大,在当量比为1.2时达到峰值。

高温高压下N_(2)和CO_(2)对CH_(4)/C_(2)H_(6)/C_(3)H_(8)混合气抑爆效果研究

油田伴生气经常会发生燃爆事故,为提升采油过程的安全性,需研究N_(2)与CO_(2)在井筒高温高压条件下的抑爆效果.目前对于高温高压条件下固定可燃气体积分数,不同体积分数N_(2)和CO_(2)对爆炸特性影响的研究较少.对40℃,初始压力0.5、1.0、2.0 MPa,不同N_(2)和CO_(2)体积分数下CH_(4)/C_(2)H_(6)/C_(3)H_(8)混合气到达最大爆炸超压的时间、最大爆炸超压和爆燃指数KG进行了相关研究,分析了不同初始压力和2种惰性气体对爆炸特性参数的影响.试验结果表明:不同初始压力下N_(2)和CO_(2)各自的惰化机理相同;CO_(2)的惰化效果优于N_(2)且存在最优点,该点之前CO_(2)的惰化效果与N_(2)相比优势逐渐增强,由化学作用占主导地位,该点之后化学作用已达到最大效果,因此CO_(2)的惰化效果虽仍强于N_(2),优势却逐渐减小.

催化型复合粉体抑爆剂抑制瓦斯爆炸压力实验研究

矿井瓦斯爆炸影响着矿井安全生产,瓦斯爆炸防治技术一直是矿井安全生产的重中之重。除了泄爆、隔爆等安全措施,抑爆也是一种高效防治技术。目前,投产使用的瓦斯爆炸抑制剂大多效果不佳,为了获取高效的粉体抑爆剂,以传统灭火剂KHCO3为基体材料,加入适量的二茂铁和微量的助磨剂、干燥剂,运用行星式球磨机,采用干法复配技术得到催化型复合粉体抑爆剂。通过标准的20 L球型爆炸装置,测试催化型复合粉体抑爆剂对瓦斯爆炸产生最大爆炸压力、最大压力上升速率等相关特征参数的影响。根据爆燃指数的计算结果对催化型复合粉体抑爆剂减缓瓦斯爆炸的危害程度进行详细分析。基于粉体表征结果对催化型复合粉体抑爆剂的抑制机理进行讨论。结果表明,二茂铁的加入明显改善了传统灭火剂KHCO_(3)的团聚现象,提高了其热解性能。干燥剂增加复合抑制剂的疏水性能,使其在常温常压下更易储存和运输。球磨机的研磨使得复合抑爆剂的粒径大幅减小,经检测,催化型复合抑爆剂体积加权平均粒径为40.61μm。催化型复合粉体抑爆剂最佳的抑爆减灾质量浓度为0.1 g/L,当二茂铁、KHCO_(3)、助磨剂与干燥剂3者质量比达到3∶16∶1时,催化型复合粉体抑爆剂展现了良好的抑爆性能:瓦斯爆炸最大爆炸压力降低31.6%、最大压力上升速率和爆燃指数均降低93.0%,抑制效果最佳。

球形容器内甲烷-空气爆炸特性分析与理论计算

为研究甲烷-空气混合物在密闭球形容器内的爆炸特性,首先利用化学平衡计算软件确定合适的燃烧产物与化学平衡温度,估算甲烷-空气混合物的最大爆炸压力。然后基于火焰增长模型,用MATLAB编辑循环语句程序,计算了甲烷-空气混合气体爆炸的压力时程曲线,通过与实验数据对比,验证了化学平衡软件计算方法与火焰增长模型的可行性,并分析了误差的产生原因。进而利用火焰增长模型推出的经验公式计算爆燃指数,发现在当量比附近与实验结果拟合程度较好。

不同分支坑道分布形式及分布位置对油气爆炸超压特性的影响

为探索洞库支坑道不同分布形式及分布位置对坑道内油气爆炸超压特性的影响,在控制容积、初始油气浓度以及点火能不变的情况下,开展了不同支坑道分布形式及分布位置条件下油气的爆炸超压特性实验,重点对最大超压、最大超压时间、超压上升速率、爆炸强度指数等主要超压特性参数进行了分析。结果表明:密闭容器内坑道的分布形式及分布位置对容器内油气爆炸超压特性有显著影响。相对布置形式下最大超压、最大超压上升速率、爆炸强度指数均小于一字排开和交错布置,达到最大超压和最大超压上升速率的时间也有所延后。3种不同分支坑道分布位置下,最大爆炸超压上升速率和爆炸强度指数由大到小依次为:远离点火端、靠近点火端、沿主坑道均匀分布。分支坑道距离点火端越远,爆炸强度指数越大,分支坑道距离点火端越近,达到最大爆炸超压上升速率的时间越提前。