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CO2-超细水雾对CH4/Air初期爆炸特性的影响 预览
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作者 裴蓓 韦双明 +4 位作者 陈立伟 潘荣锟 王燕 余明高 李杰 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期166-175,共10页
为了研究CO2和超细水雾对9.5%甲烷/空气初期爆炸特性的影响,采用高速纹影系统和定容燃烧弹对9.5%甲烷/空气初期爆炸特性进行了研究。分别改变CO2稀释体积分数和超细水雾质量浓度,分析在二者单独和共同作用下球形火焰传播过程、火焰传播... 为了研究CO2和超细水雾对9.5%甲烷/空气初期爆炸特性的影响,采用高速纹影系统和定容燃烧弹对9.5%甲烷/空气初期爆炸特性进行了研究。分别改变CO2稀释体积分数和超细水雾质量浓度,分析在二者单独和共同作用下球形火焰传播过程、火焰传播速度和爆炸超压的变化规律。结果表明:58.3g/m^3超细水雾增强了火焰不稳定性,促进了火焰加速和爆炸超压增加,表明超细水雾不足能产生促爆作用,只有当超细水雾充足时才会抑制甲烷爆炸;CO2和超细水雾共同作用时能避免因超细水雾带来的促爆现象,可以明显减弱火焰不稳定性,减小火焰传播速度,降低爆炸超压和平均压升速率,以及明显推迟超压峰值来临时间。 展开更多
关键词 二氧化碳 超细水雾 甲烷/空气 初期爆炸特性
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超细水雾-多孔材料协同抑制瓦斯爆炸实验研究 预览
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作者 余明高 刘梦茹 +1 位作者 温小萍 裴蓓 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1562-1569,共8页
为探究超细水雾与多孔介质在协同作用下对多孔介质淬熄效果以及多孔介质上游爆炸超压的影响,自行设计并搭建了尺寸为80mm×80mm×1000mm透明有机玻璃瓦斯爆炸管道实验平台,研究超细水雾质量分数、多孔材料孔径及孔隙率对9.5%甲... 为探究超细水雾与多孔介质在协同作用下对多孔介质淬熄效果以及多孔介质上游爆炸超压的影响,自行设计并搭建了尺寸为80mm×80mm×1000mm透明有机玻璃瓦斯爆炸管道实验平台,研究超细水雾质量分数、多孔材料孔径及孔隙率对9.5%甲烷/空气预混气火焰传播和爆炸超压的协同抑制效果。实验结果表明,改变超细水雾质量分数、多孔材料孔径以及孔隙率,在多孔材料上游,最大火焰传播速度和最大爆炸超压有着显著变化,随着超细水雾质量分数增加,火焰锋面传播速度峰值和爆炸超压逐渐减小,爆炸超压峰值出现时间随之缩短,而随着孔径的减小,火焰锋面传播速度也逐渐减小,压力衰减率明显增加。同时,超细水雾和多孔材料的组合方式对瓦斯爆炸具有耦合抑制作用,管道内通入超细水雾可吸收反应区大量热能,降低反应速率与火焰传播速度,此外多孔材料的存在吸收了部分前驱冲击波,破坏正反馈机制,因此两者协同抑制优于单一抑制效果。放置在管道中的多孔材料使得传播火焰淬熄,且添加的超细水雾降低了多孔材料上游的超压,但是一旦多孔介质淬熄失败,火焰湍流加剧,可能会导致更为严重的事故发生。此外,与9.5%甲烷/空气预混气相比,孔隙率为87%,孔隙密度为20PPI和超细水雾质量浓度为1453.1g/m3时,火焰锋面传播速度为12.8m/s,下降比例达到44.23%,且多孔材料上游的最大爆炸超压为6.13kPa,降低了40.62%,抑制效果最明显。 展开更多
关键词 超细水雾 多孔材料 传播速度 爆炸超压 协同抑制
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含NaCl超细水雾抑制甲烷爆炸实验研究 预览
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作者 杨克 张平 +3 位作者 邢志祥 纪虹 周越 王壮 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期86-91,共6页
为研究含NaCl添加剂超细水雾对甲烷爆炸的影响,在自制的半封闭透明管道内,进行含NaCl添加剂超细水雾抑制甲烷爆炸试验,通过检测和分析在不同NaCl浓度情况下超细水雾的粒径和甲烷爆炸的平均火焰传播速度、爆炸超压以及平均升压速率,探究N... 为研究含NaCl添加剂超细水雾对甲烷爆炸的影响,在自制的半封闭透明管道内,进行含NaCl添加剂超细水雾抑制甲烷爆炸试验,通过检测和分析在不同NaCl浓度情况下超细水雾的粒径和甲烷爆炸的平均火焰传播速度、爆炸超压以及平均升压速率,探究NaCl浓度对超细水雾粒径及其对抑制甲烷爆炸有效性的影响。研究结果表明:NaCl浓度对超细水雾粒径影响较小;对于体积分数为9.5%的甲烷,相比于纯甲烷爆炸,其平均火焰传播速率、最大爆炸超压以及平均升压速率分别下降了53.7%,63.4%和60.7%,相比于超细纯水雾,其平均火焰传播速率、最大爆炸超压以及平均升压速率分别下降了38.6%,58%,56%;在通雾量相同的条件下,浓度为2.5%NaCl超细水雾对体积分数为9.5%的甲烷爆炸抑制性能最佳;含NaCl添加剂超细水雾的物理化学共同作用可以有效抑爆甲烷。 展开更多
关键词 NaCl添加剂 超细水雾 甲烷 爆炸
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基于超细水雾作用下的地铁站台空间火灾烟气温度特性 预览
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作者 李安桂 成劲光 高然 《西安建筑科技大学学报:自然科学版》 北大核心 2019年第3期426-431,共6页
通过搭建超细水雾发生装置及地铁站台模型,进行了超细水雾作用下的烟气温度特性试验研究.结果表明:施加超细水雾后,烟气温度纵向分布在靠近火源的区域迅速衰减,之后温度基本不再变化,且对烟气层高度几乎无影响.另外,超细水雾可以迅速降... 通过搭建超细水雾发生装置及地铁站台模型,进行了超细水雾作用下的烟气温度特性试验研究.结果表明:施加超细水雾后,烟气温度纵向分布在靠近火源的区域迅速衰减,之后温度基本不再变化,且对烟气层高度几乎无影响.另外,超细水雾可以迅速降低烟气温度,降温效果与雾化量、驱动气流速度、施加超细水雾时间等因素有关,雾化量、驱动气流速度增大温度降低,燃烧初期施加超细水雾的效果较好.随火源与超细水雾入口之间的距离增加,温度衰减趋势越迅速,且超细水雾入口位置对阻隔烟气扩散有一定作用. 展开更多
关键词 超细水雾 模型试验 温度衰减 烟气层高度 降温效率
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含草酸钾的超细水雾抑制甲烷爆炸的特性 预览
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作者 杨克 纪虹 +3 位作者 邢志祥 黄维秋 王宇 张平 《化工学报》 CSCD 北大核心 2018年第12期5359-5369,共11页
为研究含草酸钾的超细水雾对抑制甲烷爆炸有效性的影响,采用自制的半封闭管道进行抑爆实验,研究了草酸钾浓度的变化对超细水雾粒径的影响以及对甲烷抑爆性能的影响,分析了不同浓度草酸钾条件下火焰传播速度、爆炸超压、平均升压速率以... 为研究含草酸钾的超细水雾对抑制甲烷爆炸有效性的影响,采用自制的半封闭管道进行抑爆实验,研究了草酸钾浓度的变化对超细水雾粒径的影响以及对甲烷抑爆性能的影响,分析了不同浓度草酸钾条件下火焰传播速度、爆炸超压、平均升压速率以及爆炸威力指数参数变化。实验结果表明:添加草酸钾对超细水雾的粒径特性影响较小;对于体积分数为9.5%的甲烷,在相同的通雾时间下,当草酸钾浓度为2%时,抑爆性能最显著,火焰传播速度、最大爆炸超压、平均升压速率以及爆炸威力指数较纯甲烷自由爆炸时分别下降了57.1%、66.3%、77.9%、91.5%;较纯水超细水雾分别下降了43.1%、61.3%、75.3%、90.5%;草酸钾的热解温度较低能够增强超细水雾的物理惰化作用并阻断化学链式反应从而有效抑制甲烷爆炸。 展开更多
关键词 草酸钾 超细水雾 甲烷 抑爆机理 安全
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超细水雾协同甲烷氧化菌降解与抑制甲烷爆炸的实验研究 预览 被引量:6
6
作者 纪虹 杨克 +2 位作者 黄维秋 王宇 左嘉琦 《化工学报》 CSCD 北大核心 2017年第11期4461-4468,共8页
搭建了半封闭的实验管道平台,开展了不同喷雾量的超细水雾降解与抑制甲烷爆炸的实验研究,分析了甲烷氧化菌的形态,抑爆过程中火焰变化,管道内部最大爆炸超压,平均升压速率的变化规律。结果表明:含甲烷氧化菌-无机盐的超细水雾能够有效... 搭建了半封闭的实验管道平台,开展了不同喷雾量的超细水雾降解与抑制甲烷爆炸的实验研究,分析了甲烷氧化菌的形态,抑爆过程中火焰变化,管道内部最大爆炸超压,平均升压速率的变化规律。结果表明:含甲烷氧化菌-无机盐的超细水雾能够有效降解甲烷,喷雾量越大,降解甲烷的速率越快,当甲烷的体积分数为9.5%,在喷雾量达到0.7 ml,立即引爆后的火焰亮度和火焰传播速率明显高于降解时间为360 min且二次喷雾量为0.7 ml的工况。喷雾量从0.7 ml增加至4.9 ml,无论近端还是远端最大爆炸超压均呈现下降的趋势,对于近端的平均升压速率也呈现下降的趋势。以无机盐为培养基的甲烷氧化菌和超细水雾降解与抑制甲烷爆炸具有协同作用,能够在一定时间内有效降解甲烷。 展开更多
关键词 甲烷 甲烷氧化菌 超细水雾 爆炸抑制 安全
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超细水雾雾化方式对甲烷爆炸过程影响的实验研究 预览
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作者 曹兴岩 任婧杰 +2 位作者 毕明树 姜海鹏 李一鸣 《煤炭学报》 CSCD 北大核心 2017年第7期1795-1802,共8页
通过可视化实验对超细水雾作用下的爆炸过程进行研究,采用两种雾化方式产生超细水雾并借助PDPA实现确定水雾参数下的爆炸影响研究,发现超细水雾将导致爆炸产生增强与抑制两种相反的作用结果;超细水雾通过影响火焰阵面结构间接影响爆炸强... 通过可视化实验对超细水雾作用下的爆炸过程进行研究,采用两种雾化方式产生超细水雾并借助PDPA实现确定水雾参数下的爆炸影响研究,发现超细水雾将导致爆炸产生增强与抑制两种相反的作用结果;超细水雾通过影响火焰阵面结构间接影响爆炸强度,而超细水雾对火焰阵面的影响程度与水雾参数(水雾粒径、速度和水雾浓度)有关;受超细水雾作用后的火焰分为4种结构,为有效实现爆炸抑制,应使其为小尺度湍流火焰,实现良好的热量交换且不引起明显的火焰面结构变化。同时,压力上升与火焰传播是相对应的,爆炸压力、压力上升速率曲线双峰值和火焰传播速度受水雾参数的影响显著。 展开更多
关键词 甲烷/空气爆炸 超细水雾 增强与抑制 火焰结构
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水雾粒径对超细水雾抑制甲烷/空气爆炸过程的影响 预览
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作者 曹兴岩 任婧杰 +2 位作者 毕明树 姜海鹏 李一鸣 《煤炭学报》 CSCD 北大核心 2017年第9期2376-2384,共9页
建立了超细水雾作用下甲烷-空气爆炸过程的三维数值模型,采用大涡模拟模型计算爆炸流场瞬态流动过程;考虑了水雾的蒸发、汽化过程以及气液两相间的质量、动量和热量交换,通过欧拉-拉格朗日模型分别对连续相与离散相进行计算,交替求解离... 建立了超细水雾作用下甲烷-空气爆炸过程的三维数值模型,采用大涡模拟模型计算爆炸流场瞬态流动过程;考虑了水雾的蒸发、汽化过程以及气液两相间的质量、动量和热量交换,通过欧拉-拉格朗日模型分别对连续相与离散相进行计算,交替求解离散相与连续相的控制方程实现气液两相间的耦合求解;分析了水雾粒径对爆炸火焰反应区作用程度以及热量交换速率的影响;获得了最佳抑爆粒径并解释了粒径导致抑爆效果差异的原因;水雾粒径通过与火焰反应区的作用程度和蒸发速率影响气液两相间的热量交换速率,进而影响火焰传播速率和爆炸强度;为实现爆炸强度的有效抑制,水雾粒径选取的条件应保证水雾在反应区完全汽化。 展开更多
关键词 甲烷/空气爆炸 数值模拟 超细水雾 热量交换
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超细水雾增强与抑制甲烷/空气爆炸的机理分析 预览 被引量:3
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作者 曹兴岩 任婧杰 +3 位作者 周一卉 王秋菊 李一鸣 毕明树 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1711-1719,共9页
通过数值模拟方法对密闭容器内部超细水雾与甲烷/空气爆炸火焰的相互作用机理进行研究。采用大涡模型和部分预混燃烧模型分别对爆炸火焰流场和甲烷/空气燃烧过程进行计算;利用欧拉-拉格朗日方法对连续相和离散相方程进行耦合求解,实现... 通过数值模拟方法对密闭容器内部超细水雾与甲烷/空气爆炸火焰的相互作用机理进行研究。采用大涡模型和部分预混燃烧模型分别对爆炸火焰流场和甲烷/空气燃烧过程进行计算;利用欧拉-拉格朗日方法对连续相和离散相方程进行耦合求解,实现气液两相间的质量、动量和能量的传递。通过实验验证了模型的准确性,并详细分析了水雾导致爆炸增强与抑制的机理。结果表明:水雾吸收的汽化潜热大于显热,且两者均远大于液滴的动量吸收作用;水雾吸热和汽化膨胀两种效应的共同作用导致增强和抑制爆炸两种相反的结果,液滴粒径、速度和水雾质量浓度将影响火焰面的温度、导温系数、脉动速度和湍流尺度,进而影响火焰传播速度和容器内部的热增速率。 展开更多
关键词 超细水雾 甲烷/空气爆炸 增强/抑制 数值模拟
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