CO_(2)-多孔材料协同抑制甲烷爆炸特性

为探究CO_(2)协同多孔材料对甲烷爆炸特性的影响,自主设计了100 mm×100 mm×1 000 mm爆炸管道并搭建实验平台,研究不同多孔材料孔隙度及CO_(2)喷气压力对甲烷爆炸火焰结构、火焰传播速度和爆炸超压的影响。结果表明:多孔材料对火焰波有衰减和促进2种效果,当多孔材料孔隙度为10和20 PPI时,未能成功阻爆,而当孔隙度为40 PPI时,阻爆效果明显;CO_(2)喷气压力有一定的阻爆效果,当多孔材料为10和20 PPI时,随着CO_(2)喷气压力的升高,火焰速度峰值逐渐减小,衰减率最大可达13.64%,且爆炸超压峰值也随之下降,其衰减率最大可达52.83%。综合火焰速度和压力变化分析可知,当多孔材料的孔隙度为40 PPI、CO_(2)喷气压力为0.4 MPa时,阻抑爆效果最显著。

多孔材料对含重烃煤层气爆炸特性的影响研究

随着全球能源需求的持续增长,煤层气作为一种重要的非常规天然气资源,其开发与利用日益受到社会的广泛关注。然而,其抽采过程中频繁发生的爆炸事故对整个煤炭产业的可持续发展构成了严重威胁。为探究多孔材料对含重烃煤层气爆炸的阻火性能和衰压效果,利用自主搭建的气体爆炸动力实验平台开展体积分数为9.0%的甲烷/乙烷混气爆炸实验,对比研究空管和多孔材料作用下甲烷/乙烷混气爆炸火焰动态变化及压力衰减规律。研究结果表明:多孔材料厚度或孔隙度的改变对爆炸火焰波和压力波有显著影响。小孔隙度组合低厚度的多孔材料淬火失效,充当湍流元件加速火焰波传播,爆炸加剧,火焰最大速度提升78.41%;加大孔隙度或增加厚度后多孔材料成功阻隔火焰波,使其仅在上游传播;多孔材料固相结构占比增加,压力波得到衰减,最大衰减幅度为25.38%。1 cm-60 PPI组合工况抑爆效果最佳,故实际工程中应综合考量多孔材料孔隙度和厚度对阻爆效果的双重影响,以减少因多孔材料选型不当造成的淬火失效进而导致重烃煤层气爆炸加剧现象。