不同长径比的狭长管道油气爆炸实验

为了研究油料储运工程中较大长径比狭长受限空间内油气爆炸超压和火焰传播规律,搭建了不同长径比狭长管道油气爆炸实验系统。采集爆炸超压值、火焰传播速度、火焰强度等参数数值并进行整理分析,结果表明:长距离管道对爆炸超压和火焰传播有显著强化作用,长径比超过一定数值时可发展为爆轰;开口管道发生爆轰的时间早于闭口管道;火焰传播速度由管道中部开始急剧加快,且开口管道增大速率大于闭口管道;火焰强度在闭口管道中由管道中部到后部呈上升趋势,而在开口管道中呈下降趋势。实验数据可为油料储运安全及防护设计提供参考。

管道类结构中障碍物阻塞比对可燃液体蒸气爆燃特性的影响

为探究可燃液体蒸发扩散诱导的非均匀蒸气浓度分布下障碍物阻塞比对管道类结构爆燃特性影响,利用矩形截面管道模型开展爆燃实验。采用高速摄像机和压力传感器测量并记录爆燃火焰和压强的传播过程。在障碍物宽高比固定的条件下,研究阻塞比对火焰传播速度、压强和出口位置CO体积分数等的影响。研究结果表明:障碍物边缘对火焰前沿的剪切作用能够在一定程度上促使火焰传播加速。火焰传播速度随阻塞比增大而先增大后减小,最大传播速度为97.5 m/s。爆燃压强的变化趋势与火焰传播速度的类似,当达到当前实验条件下的临界阻塞比0.40时,爆燃压强达到峰值。最大压强和爆炸威力指数均表现出随障碍物阻塞比增大而先增大后减小的趋势。此外,管道结构洞口处CO体积分数随阻塞比增大而呈单调增大趋势,最高CO体积分数达到730×10^(-6)。

有无泄压条件下的管道油气爆轰实验研究

为研究密闭和泄压条件下油气爆轰波的发展规律的区别,以及密闭和泄压条件对管道爆轰的超压及火焰的影响,搭建了23.3 m细长管道油气爆炸实验系统,并进行了油气爆炸实验。实验结果表明:不管是泄压还是密闭管道,当管道长度足够长时,都经历一个由爆燃转爆轰的过程;当管道内达到爆轰状态时,产生的最大超压值将达到3 MPa以上;当火焰的传播至泄压点的距离过长时,泄压反而会使爆轰的发生时间提前,设置合理的泄压点位置对安全防护工程具有重要意义;爆轰后的泄压措施对体系的保护作用是后发性的,其能够达到最终降压目的,前提是体系的承压设计必须大于管道产生爆轰的最大超压;泄压条件下的油气爆炸管口喷射火焰长约3 m,宽约1.5 m,呈椭球型,对实际工程中的泄压安全距离具有参考价值,避免发生二次破坏。