密闭长管内甲烷-空气爆炸火焰传播数值模拟

采用LES湍流模型与预混燃烧模型对直径D=104 mm,长度L=2 400 mm的圆柱形容器内甲烷-空气预混爆炸进行了数值模拟,模拟最大爆炸压力与实验结果吻合。结果表明,混合气体被引燃后,火焰速度快速增加,接下来火焰速度突然下降;火焰传播过程中出现郁金香火焰,它的形成与中心区域逆流和容器壁的相互作用有关;在郁金香型火焰面后出现涡团,该涡团对层流燃烧转变为湍流燃烧起到重要作用。研究内容揭示了密闭长管内气体爆炸火焰传播规律。

狭长受限空间甲烷-空气爆炸事故研究评述

狭长受限空间由于结构的约束性,发生气体爆炸时易导致严重的爆炸后果。甲烷是瓦斯和天然气的主要成分,煤矿巷道和地下管涵等狭长受限空间的甲烷-空气爆炸严重威胁工业生产安全。本文系统分析了国内外狭长受限空间甲烷-空气爆炸事故研究成果,按气体体积比和气体体积、环境因素、点火源、障碍物、结构等影响因素分类评述了当前的研究进展,指出各因素下甲烷-空气爆炸后果影响研究中存在的不足,提出爆炸特征参数演化以定性为主向定量化表征是未来研究的重点,对数值模拟软件进行二次开发以实现爆炸流场演化导致结构变形的全过程分析是进一步完善的方向,对狭长受限空间甲烷-空气爆炸事故防控和后果评估具有一定指导价值。

超细氢氧化镁粉体抑制甲烷-空气混合物爆炸效能研究

为研究绿色阻燃剂——氢氧化镁（Mg（OH）2）粉体对甲烷爆炸的抑制效能，采用20L近球形爆炸罐系统，通过试验考察Mg（OH）2粉体对甲烷爆炸压力的降低幅度，得到最佳抑爆粉体浓度。试验中粉体质量浓度按50g／m^3幅度增加，同一组试验做3次。试验结果表明，Mg（OH）2粉体在一定程度上可以抑制甲烷爆炸威力，且粒径为0．085和1．3μm时，对同一浓度的甲烷气体最佳抑爆粉体浓度相同。平均粒径为0．085和1．3μm的Mg（OH）2粉体，可使甲烷体积分数为7．0％的甲烷-空气混合气体的爆炸压力分别下降13．48％和10．92％，这时的最佳抑爆粉体质量浓度为175～225g／m^3；可使体积分数为9．5％的甲烷气体的爆炸压力分别下降25．42％和19．48％，这时的最佳抑爆粉体质量浓度为225～275g／m^3。

密闭容器甲烷-空气混合物爆炸的尺寸效应

为探究密闭容器甲烷爆炸的尺寸效应及其变化特征,以及预防和控制密闭容器甲烷爆炸事故,通过改变圆柱形容器体积和管道的长度和直径,研究密闭容器甲烷-空气混合物爆炸压力变化特性;采用多元线性回归模型,分析最大爆炸压力及最大压力上升速率与管径和管长的关系。结果表明:在圆柱形容器中,最大爆炸压力上升速率随容器体积的增大而减小;随着管道内径的增加,管道末端的最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率均下降;管道长度增加,管道末端最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率均增加。试验得到最大爆炸压力及最大压力上升速率的无量纲预测模型。