激波誘導(dǎo)瓦斯氣體燃燒的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、瓦斯是在古代植物在漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代里經(jīng)過復(fù)雜地質(zhì)變化過程中產(chǎn)生出來的可燃?xì)怏w,在世界范圍內(nèi)其儲(chǔ)量巨大。由于其自身易燃易爆特性,瓦斯作為采煤業(yè)主要的危險(xiǎn)源之一,時(shí)常發(fā)生燃燒或爆炸事故,對(duì)礦山安全生產(chǎn)造成極大威脅。近年來,隨著能源供應(yīng)的緊張,以瓦斯為代表的非常規(guī)天然氣受到越來越多的重視。然而,由于煤層氣和天然氣資源分布地區(qū)與主要消費(fèi)地區(qū)之間的地理差異,導(dǎo)致其必須經(jīng)過運(yùn)輸后,才能夠被消費(fèi)和利用。隨著市場(chǎng)對(duì)天然氣需求量的不斷擴(kuò)大,管道運(yùn)輸壓力和高

2、壓儲(chǔ)罐的最大存儲(chǔ)壓力也不斷提高。一旦由于某種原因發(fā)生泄漏,高壓狀態(tài)下的可燃?xì)怏w在噴射過程中產(chǎn)生的激波有可能在特定條件下誘導(dǎo)可燃?xì)怏w發(fā)生燃燒或者爆炸。因此,有必要對(duì)高壓可燃?xì)怏w泄露過程中由于沖擊波引起的燃燒現(xiàn)象進(jìn)行研究,尤其是瓦斯和天然氣的主要成分甲烷受到激波誘導(dǎo)而發(fā)生燃燒的現(xiàn)象進(jìn)行研究,為非常規(guī)天然氣的安全開采和利用提供理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。
　　本文在理想狀態(tài)下,根據(jù)相關(guān)理論,推導(dǎo)出激波關(guān)系式,并與激波管技術(shù)相結(jié)合,建立實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?/p>

3、搭建了以激波管為核心的高壓瓦斯泄漏燃燒實(shí)驗(yàn)平臺(tái),其主要包括配氣系統(tǒng)、激波管系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)測(cè)量與采集系統(tǒng)等。
　　在不同的工況下開展了一系列的實(shí)驗(yàn)研究,獲得了大量有效數(shù)據(jù),分析了各種工況條件對(duì)激波傳播規(guī)律和瓦斯燃燒規(guī)律的影響。
　　實(shí)驗(yàn)得到,燃燒現(xiàn)象的發(fā)生具有極大地偶然性和隨機(jī)性;激波在管道內(nèi)的傳播過程是一個(gè)非等熵過程,隨著傳播距離的加大,其超壓不斷減少,傳播速度也不斷降低;下游泄放管道直徑、截面形狀以及氫氣的存在均對(duì)成功點(diǎn)火有