管道瓦斯爆炸火焰的传播减速和扑灭方法探索

来源 :河南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:BalloonMan_Again
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
瓦斯爆炸作为危害矿山安全的主要灾害之一,常伴随着高温火焰对巷道设备的灼烧以及高压冲击波对巷道内存物的冲击,造成人员伤亡的同时也带来巨大的财产损失和不良的社会影响。如何较好地控制瓦斯爆炸,从根本上解决瓦斯爆炸对人员、设备造成的损害,是各国专家、学者不断研究的重要课题。本文探索如何实现爆炸火焰传播过程的减速、乃至扑灭,从而更有效地解决瓦斯爆炸危害问题。本文在实验室现有条件基础上,自主搭建小型爆炸平台。该平台由七大系统组成,包含管道系统、配气系统、压力与光电数据采集系统、高速摄像仪、点火系统、抑制剂充入系统以及挡板系统。按照实验过程中的工况要求对系统进行设计,采集记录实验所涉及的火焰传播过程、压力变化过程等有关数据。对平直管道内的瓦斯爆炸喷入N2、R125(五氟乙烷)的实验中,与无抑制剂喷入的瓦斯爆炸过程相对比,喷入0-0.1MPa压力的N2后,传播时间由352ms延长至365ms,最大火焰传播速度也由8.40467降低为8.23454m/s,降幅为2.02%。在N2喷入压力上升至0.2-0.3MPa后,传播时间达到395ms,此时管内最大火焰传播速度降至7.6515m/s,降幅为8.96%。将R125喷入压力调大至0.3MPa后,火焰传播却需432ms,此时管内最大火焰传播速度为6.98151m/s,降幅达16.93%,即N2、R125的喷入均能在一定程度上减缓瓦斯爆炸火焰传播,且R125效果略优于N2效果。通过研究有、无侧向泄压对瓦斯爆炸传播影响发现,在爆炸火焰到达侧向泄压口前,两种工况下的爆炸火焰传播速度相差不大,且侧向泄压口处的火焰传播速度最大。火焰穿过侧向泄压口位置后,侧向泄压下的火焰传播速度由最大值4.12651m/s降低至0.51064m/s,降幅达87.63%,并在之后过程中始终保持低速传播,致使从侧向泄压口至管道左端距离,有侧向泄压的火焰传播用时是无侧向泄压条件下火焰传播用时的7.81倍之多。除此之外,侧向泄压口的设置能在不影响各峰值形成时间的基础上,使第二超压峰值大小从5.83kPa降低至2.06kPa,降幅达64.33%,第三峰值压力大小从5.73kPa降低至1.338kPa,减少了76.65%,其效果远好于平直管道内N2、R125的喷入效果,即侧向泄压能够大幅减速瓦斯爆炸传播。在研究侧向泄压下挡板对瓦斯爆炸影响后得出,与无挡板时火焰传播的842ms相对比,60°挡板时火焰传播需773ms,30°条件下需839ms,即挡板设置加速了管内火焰传播,角度越大挡板的加速效果越明显,但以挡板和管壁连接点(距点火源1.2m处)为界限,在此之前的火焰传播速度为长板>中板>小板,在此之后变更为小板>中板>长板。不仅如此,挡板的设置与平直管道形成凹凸壁面,在其影响下对压力变化产生干扰出现第四超压峰值,该峰值随着挡板角度的增大而增大,而到达时间缩短。但无论挡板角度如何改变,都无法阻止瓦斯爆炸沿管道继续传播。爆炸发生后,在侧向泄压口下游设置双喷头喷入N2,当N2喷入压力为0-0.1MPa时,瓦斯爆炸火焰传播时间为532ms,与无N2喷入的842ms相比,少量气体的喷入反而加速了管道后方爆炸的传播。随着N2喷入压力的逐渐增大,N2对整个断面预混气的充分稀释速度加快,在0.1-0.2MPa的N2喷入压力下,瓦斯爆炸火焰沿管道的传播已经被阻止,被挡于右端喷头位置,继续加大N2喷入压力至0.2-0.3MPa,爆炸火焰传播受阻效果更加明显,从侧向泄压口开始便不能观测到明显火焰,瓦斯爆炸沿管道的传播被阻止,后方瓦斯爆炸传播被扑灭。但在无侧向泄压条件下,即使N2喷入压力为0.2-0.3MPa,瓦斯爆炸火焰依旧沿管道快速传播,完成管内传播仅需395ms。因此,只有对瓦斯爆炸火焰传播大幅减速后,在合适的喷入压力下,才能在足够时间内形成“断面”,实现瓦斯爆炸的扑灭。
其他文献
泡沫体系具有良好的调剖性能,能通过贾敏效应有效的调控高渗透层。但常规泡沫体系只关注起泡性能,忽略了油水界面张力的影响,体系降低界面张力能力有限,洗油效率较低。此外,
[目的]探讨在HIV阴性肺孢子菌肺炎(PJP)患者中:(1)卡泊芬净联合TMP/SMZ治疗中重度PJP的效果,以及疗效与血浆β-1-3-D葡聚糖(BDG)水平的关系;(2)分析影响HIV阴性PJP患者预后的独立危险因素;(3)比较HIV 阳性患者与HIV阴性患者感染PJP的临床表现区别;(4)分析HIV阴性PJP患者的淋巴细胞亚群特点和预后关系。[方法]回顾性研究北京协和医院2012年1月至201
生物样本库是指标准化收集、处理、储存和应用健康及疾病生物体的生物大分子、细胞、组织和器官等样本以及与这些生物样本相关的临床信息、病理与检验信息、治疗过程与随访信
粉尘作为煤矿井下正常生产过程中产生的五大灾害之一,一直以来都严重威胁着煤矿井下作业人员的身心健康和煤矿井下的安全高效生产,因此,采用多种有效的方法降低井下的粉尘浓度已经成了煤矿日常管理的重点工作之一。本文以山西省潞安集团漳村煤矿28采区回风巷为研究背景,28采区回风巷属于综合机械化掘进巷道,提出了风幕隔尘集尘的方法,论述了风幕隔尘集尘系统依据的相关射流理论和风幕隔尘集尘装置的构造特征。本文采用了理
大跨度桥梁结构对于交通枢纽的联通起着至关重要的作用,具有重要的社会意义和经济价值。我国是大跨、超大跨桥梁结构建设速度最快、建设规模最大的国家之一,保障大跨桥梁结构
机械设备运行时,由于故障状态时间远小于正常状态时间,使得故障样本数量远小于正常样本数量,造成样本间数据不均衡现象。在进行故障诊断时,分类器倾向于将测试样本判别为多数
振动是自然界普遍存在的现象。随着科技水平的不断进步,工程上对设备的运行状态以及运行环境都提出了更高的要求。越来越多的精密仪器被应用于大型工程项目中。精密仪器对低频振动十分敏感,而传统线性隔振器由于空间和稳定性的限制,无法隔绝这些低频振动。由于正负刚度并联的弹簧机构可以呈现较低的动刚度和较高的静刚度,近些年来,很多研究者利用这种低动高静隔振结构来打破传统隔振的限制,实现了高静刚度低动刚度(HSLD)
随着人工智能技术的发展,船舶智能化成为航运领域发展的必然趋势,而航线规划技术已经成为智能船舶研究的七大关键技术之一,因此,探索更加优化的船舶路径规划方法对安全与智能化航运的发展具有重要理论价值与实际应用意义。目前,路径规划相关的算法较多,其中大多将规划环境和动作进行离散处理,与实际路径规划特点不太相符,同时,较少根据船舶航行特点进行路径规划,而且进行船舶局部路径规划时,大多数根据其他船舶的航行路线
本课题围绕制药行业发酵菌渣无害化处理过程,针对青霉素发酵生产中菌渣残留抗生素的实际问题展开研究。通过应用生物降解的方法,探索出一条反应条件温和、能耗低绿色的菌渣无
模块式风冷热泵系统操作简便、运行安全、安装维护方便,广泛应用于各种公共场所和不同行业领域。传统的模块式风冷热泵系统采用定水温和定水流量控制,压缩机按照固定的水温设