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不同管道瓦斯火焰传播特性研究

作　者: 李雪交
导　师: 张立
学　校: 安徽理工大学
专　业: 应用化学
关键词: 瓦斯爆炸障碍物阻塞比火焰压力前驱压力
分类号: TD712.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 9次
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内容摘要

我国是煤炭生产和消费大国,然而煤矿安全事故时有发生,其中瓦斯爆炸事故严重威胁着人民的生命财产和企业的安全生产。因此研究瓦斯火焰传播规律对预防和减少瓦斯爆炸事故的发生以及防爆、抑爆装置的开发具有理论指导和实用价值。本文通过自行设计管道装置研究瓦斯火焰压力在管道中的传播规律。在不锈钢直管道中,通过改变障碍物的形状、阻塞比、距点火端位置,研究障碍物对火焰传播规律的影响,得到了在不同障碍物条件下的火焰压力和前驱压力波压力参数。研究结果发现,圆形障碍物火焰峰值压力比方形障碍物大,火焰峰值压力随阻塞比增大先增大后减小,放置在管道中间障碍物产生的火焰峰值压力比放置在管道两端的障碍物大。前驱压力波压力传播规律与火焰压力整体上相似。研究了在直角和三通管道中火焰压力传播规律。在直角管道中,火焰压力先增大后减小,其中火焰压力在通过直角弯管一段距离后达到最大,之后火焰压力开始下降。在三通管道中,火焰压力也是通过三通分叉处一段距离后达到最大,两种不同开口端点火方式产生的火焰峰值压力不等。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-13
1 绪论  13-19
  1.1 引言  13
  1.2 可燃气体研究现状  13-16
    1.2.1 国外研究现状  14-15
    1.2.2 国内研究现状  15-16
  1.3 本课题研究意义  16-17
  1.4 主要研究内容及创新点  17-19
    1.4.1 研究内容  17-18
    1.4.2 创新点  18-19
2 可燃气体燃烧爆炸理论  19-31
  2.1 可燃气体燃爆基础知识  19
  2.2 可燃气体燃爆理论  19-22
  2.3 甲烷-空气预混气的爆炸机理  22-24
    2.3.1 链式反应机理  22-23
    2.3.2 热爆炸理论  23-24
  2.4 火焰传播理论  24-27
    2.4.1 扩散燃烧和预混合燃烧  24
    2.4.2 层流火焰和湍流火焰  24-25
    2.4.3 管道内火焰传播机理  25-27
      2.4.3.1 管道内层流火焰传播机理  25
      2.4.3.2 管道内湍流火焰传播机理  25-26
      2.4.3.3 火焰阵面不稳定加速机理  26
      2.4.3.4 可燃气体爆炸发展过程分析  26-27
  2.5 气体爆炸的基本参数  27-29
  2.6 影响可燃气体爆炸的因素  29-30
  2.7 本章小结  30-31
3 实验系统和研究方法  31-41
  3.1 配气装置  31-32
  3.2 输气装置  32-33
  3.3 实验管道装置  33-35
  3.4 点火装置  35-36
  3.5 压力测试系统  36-38
    3.5.1 压电式压力传感器  36
    3.5.2 电荷放大器  36-37
    3.5.3 数据采集仪  37-38
  3.6 高速摄影装置  38
  3.7 火焰压力传感器的标定系统  38-39
  3.8 本章小结  39-41
4 障碍物对火焰传播影响的实验研究  41-65
  4.1 实验方案的确定  41-42
    4.1.1 管道的确定  41
    4.1.2 障碍物及其放置位置的确定  41
    4.1.3 瓦斯气体浓度的确定  41-42
    4.1.4 传感器的确定  42
  4.2 火焰压力传感器的标定  42-43
  4.3 障碍物对火焰压力影响的实验研究  43-54
    4.3.1 障碍物置于管道不同位置对火焰压力影响  43-49
    4.3.2 不同阻塞比障碍物对火焰压力影响  49-54
  4.4 障碍物对前驱压力影响的实验研究  54-60
    4.4.1 障碍物置于管道不同位置对前驱压力影响  55-58
    4.4.2 不同阻塞比障碍物对前驱压力影响  58-60
  4.5 不同形状障碍物对火焰压力影响的实验研究  60-63
  4.6 本章小结  63-65
5 直角与三通管道瓦斯火焰传播规律的研究  65-73
  5.1 实验方案  65
    5.1.1 管道的确定  65
    5.1.2 瓦斯气体浓度的确定  65
  5.2 直角管道瓦斯火焰压力实验研究  65-67
  5.3 三通管道瓦斯火焰压力的实验研究  67-70
    5.3.1 竖直点火火焰压力实验结果  67-68
    5.3.2 水平方向点火火焰压力实验结果  68-70
  5.4 直角管道深入水中3cm火焰压力实验研究  70-71
  5.5 本章小结  71-73
6 结论与展望  73-75
  6.1 结论  73-74
  6.2 对今后工作的展望  74-75
参考文献  75-79
致谢  79-81
作者简介及读研期间主要科研成果  81
硕士期间发表论文情况  81

不同管道瓦斯火焰传播特性研究

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