管道中氫-空和甲烷-空預(yù)混火焰?zhèn)鞑ヅc壓力震蕩研究.pdf

1、氫氣作為一種有著廣闊前景的新能源，開展氫氣與空氣預(yù)混燃燒爆炸特性的研究勢在必行。瓦斯爆炸是礦井生產(chǎn)的重大災(zāi)害之一，近些年國內(nèi)外學(xué)者對其研究并取得了一定的進(jìn)展。本文對不同管道中氫氣/空氣預(yù)混爆炸和甲烷/空氣預(yù)混爆炸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，皆在為掌握可燃?xì)饣鹧鎮(zhèn)鞑ヒ?guī)律、爆炸壓力變化規(guī)律和控制減小爆炸帶來的危害提供理論指導(dǎo)。
　　本文使用自主搭建的小型可燃?xì)怏w爆炸實(shí)驗(yàn)平臺，在長度相同截面不同的三個(gè)小型管道中進(jìn)行爆炸實(shí)驗(yàn)，從火焰前鋒形狀、火焰?zhèn)鞑ニ?/p>

2、度、爆炸壓力三方面研究了管道截面對爆炸特征的影響、郁金香形成機(jī)理及爆炸壓力震蕩原因。首先進(jìn)行了氫氣體積分?jǐn)?shù)為20％、25%、30%、40%的氫氣/空氣預(yù)混爆炸實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明，在相同管道中不同氫氣體積分?jǐn)?shù)下，預(yù)混爆炸特征有著很大差別。出現(xiàn)郁金香火焰的工況其火焰?zhèn)鞑ニ俣葧邢陆?，爆炸壓力出現(xiàn)不同程度的正負(fù)壓震蕩階段。相同氫氣含量的預(yù)混氣體在不同截面的管道中，預(yù)混火焰?zhèn)鞑バ螤畈煌?、傳播速度變化趨勢及速度值不同，管道越?xì)越易形成郁金香火焰，

3、且郁金香火焰出現(xiàn)位置越靠前。不論氫氣體積分?jǐn)?shù)的大小或管道的粗細(xì)，管道中的火焰?zhèn)鞑ニ俣扰c火焰?zhèn)鞑ミ^程的火焰形態(tài)密切相關(guān)。橫截面面積適中的管道，即長徑比居中的管道內(nèi)平均火焰?zhèn)鞑ニ俣茸羁?、爆炸壓力的波峰值最大?br>　　其次進(jìn)行了甲烷體積分?jǐn)?shù)為8%，9%，9.5%，10%的甲烷/空氣預(yù)混爆炸實(shí)驗(yàn)研究。相同甲烷體積分?jǐn)?shù)的預(yù)混氣體在不同截面管道中的爆炸火焰?zhèn)鞑ヌ卣鞑煌?。在出現(xiàn)郁金香火焰的工況其火焰速度都有再次上升階段。預(yù)混氣體爆炸壓力與火焰特征

4、密切相關(guān)，管道截面尺寸對爆炸壓力值有很大的影響，在管道截面適中的管道中出現(xiàn)了最大的火焰?zhèn)鞑ニ俣取⒆畲蟊▔毫?。再次，將管道截面對氫?空氣預(yù)混爆炸影響和對甲烷/空氣預(yù)混爆炸影響進(jìn)行比較分析，表明管道截面的粗細(xì)對氫氣爆炸和對甲烷爆炸的影響規(guī)律基本一致。管道截面的不同使得爆炸火焰?zhèn)鞑ミ^程的形狀、傳播速度以及爆炸壓力值不同，與最細(xì)和最粗的兩個(gè)管道相比，在截面適中的管道中出現(xiàn)火焰?zhèn)鞑ニ俣燃皦毫Φ淖畲笾怠?br>　　最后詳細(xì)地研究了形成郁金香的工