液態(tài)碳氫燃料云霧爆轟及其抑制與泄放研究.pdf

1、本文以幾種常見液態(tài)碳氫燃料云霧為重點，從實驗測試、理論分析和數(shù)值計算三個方面對燃料云霧爆轟性能、云霧爆炸的抑制與泄放過程進行了系統(tǒng)深入的研究，基本揭示了云霧多相爆轟結構特征和作用機理，獲得了有關云霧爆炸抑制及泄放的相關特征參數(shù)和變化規(guī)律，為控制或減緩工業(yè)爆炸災害的作用程度和范圍提供了重要的技術思路和途徑。主要工作和研究成果如下： 采用升降法和煙跡技術在立式激波管內測定了燃料云霧爆轟直接起爆的臨界起爆能和爆轟胞格尺寸。燃料云霧的臨

2、界起爆能和爆轟胞格尺寸均與當量比成一“U”形曲線關系，并且云霧爆轟最敏感點并不是對應于等化學當量的混合物而是偏向于富燃料；燃料云霧爆轟的胞格尺寸隨著起爆能的增加而減小，達到一定的數(shù)值之后再增加起爆能，胞格尺寸幾乎不發(fā)生變化，但起爆能量足夠大時，由于爆轟波陣面的驅動部分能量過大，在三波系交匯之前有次三波點形成，出現(xiàn)微細結構。 利用自行設計加工水霧或粉塵抑爆裝置，在立式激波管中對水霧以及惰性粉塵抑制燃料云霧爆炸的現(xiàn)象和規(guī)律進行了實驗

3、研究。水霧抑制云霧爆炸的實驗結果表明，水霧抑爆存在一臨界水霧密度，低于此臨界點，爆炸波穿過水霧區(qū)后會對燃料云霧再次點火，重新成長并增強，爆炸不能被完全抑制；隨著水霧密度增大、霧滴直徑減小，爆炸波衰減作用越明顯；10％碳酸氫鈉水霧的抑制效果比純水霧高7～15％。惰性粉塵抑制云霧爆炸同樣也存在臨界抑爆劑濃度，只有抑爆劑濃度大于此臨界值，爆炸才可能被完全抑制；具有化學活性的碳酸氫鈉抑爆劑，因其對爆炸化學反應的抑制作用，具有較強的抑爆能力；抑爆

4、劑抑制燃料云霧爆炸的作用機理在于抑爆劑對燃料云霧的稀釋和鈍化，制止鏈式反應的發(fā)展，吸收反應區(qū)的能量，使得前沿沖擊波與化學反應區(qū)分離，爆炸波不能自持傳播，從而爆炸得到抑制。 在柱形泄爆容器中，對泄爆過程中內外壓力流場進行測定，并對泄爆發(fā)生二次爆炸的影響因素進行分析。在其它泄爆條件不變時，當量比小于1時二次爆炸的概率小于當量比等于或大于1。同樣，只改變泄爆膜強度，而其它條件不變時，脆性低強度泄爆膜發(fā)生二次爆炸的概率較小。 根