煤矿其他可燃气体对空气中甲烷爆炸极限的影响

为研究矿井火区中一氧化碳(CO),氢气(H2),乙烯(C2H4)和乙烷(C2H6)等可燃气体对空气中甲烷(CH4)爆炸极限和爆炸危险度(F值)的影响及双组份可燃气体爆炸界限和爆炸危险度的变化,采用空气中可燃气体爆炸极限测定方法完成一系列试验,测定加入不同体积分数其他可燃气体时CH4的爆炸极限。其他可燃气体的加入,均使空气中CH4和混合可燃气体的爆炸界限加宽;同时加大了CH4和混合可燃气体的爆炸危险度。试验结果表明:加入C2H4气体对CH4爆炸极限影响较大,使CH4及其双组份混合气体的爆炸危险度明显增大;加入量为2.0%时,CH4的F值增加了540%。而加入CO气体比加入C2H6,C2H4和H2等气体对CH4及混合气体的爆炸极限影响都小。     

气体二氧化氯爆炸特性参数的测定

利用20L圆柱形可燃气体(蒸气)爆炸测试实验装置,用预先配制好浓度的盐酸溶液和亚氯酸钠溶液现场发生反应生成二氧化氯气体,对二氧化氯气体爆炸特性参数进行测定。采用TST6150动态数据储存仪和压力传感器等实验设备获得了高清晰度的二氧化氯气体爆炸压力变化曲线。通过综合分析实验结果,得到了二氧化氯气爆炸极限和爆炸压力变化规律。根据该研究结果,对于预防二氧化氯气体爆炸事故的发生提供数据参考,对指导安全生产和使用,均具有实际意义。     

多元可燃气体爆炸极限理论预测模型研究*

为准确掌握和预测多元可燃气体的爆炸极限,开展2种多元可燃气体爆炸极限的理论预测模型研究。第1种模型针对“多种可燃气体+多种惰性气体”在空气中或氧气中混合,基于求解可燃气体绝热火焰温度的总比热特性方法以及化学平衡反应中的贫燃料(富氧)反应,提出该多元可燃气体的爆炸下限预测模型;第2种模型针对“可燃气体+惰性气体+氧气”混合,基于热平衡方程及混合气体的各组分浓度、淬灭电势及燃烧潜热,提出该多元可燃气体的爆炸极限预测模型。结果表明:在预测多元可燃气体的爆炸极限时,第1种模型具有较广泛的应用性,且表现出较高的准确度;第2种模型具有使用简单的特点,且扩展了LCR（勒夏特列原理）的应用范围。     

点火能对液化石油气爆炸压力影响的试验研究

探讨点火能对多元爆炸性混合气体爆炸威力的影响.以密闭爆炸筒(20 L)内液化石油气(体积分数为5%)-空气混合气体为研究对象,逐步提高点火能量引爆混合气体,分析气体爆炸压力波形图的变化.结果表明,点火能量对气体爆炸压力的影响存在一定规律性,即液化石油气最大爆炸压力的上升速率和爆炸场中的负压峰值都随着点火源能量的增强而增加,但爆炸场中正压峰值的变化不大.本研究对深入认识多元爆炸性混合气体的爆炸特性,以及丰富和完善气体爆炸理论具有一定的参考价值.     

液化石油气爆炸范围及爆炸力的测定

液化石油气、瓦斯等可燃气体的爆炸防治是一个非常迫切需要解决的问题.利用自制可燃气体爆炸箱来模拟可燃气体爆炸,并通过光干涉甲烷测定仪来测定混合气体爆炸时的甲烷百分含量,再推算出液化石油气的爆炸范围和计算爆炸力.     

空调压缩机冷媒爆炸反应特征分析

冷媒与空气的反应特征对空调压缩机安全性有重要影响.本文采用最小自由能原理,分别对两种冷媒R407C和R410A与空气的混合气体的爆炸反应参数进行了数值计算,得到了不同初始压力和不同冷媒含量条件下,混合气体爆炸反应温度和压力,分析了混合气体反应压力条件和爆炸极限范围.结果表明:初始压力低于0.2 MPa时,R407C-空气混合气体和R410A-空气混合气体均不会发生爆炸;初始压力超过0.3 MPa时,混合气体能够发生爆炸,爆炸反应温度和压力随着初始压力的升高而升高;R407C和R410A质量分数分别在34%、35%左右,混合气体反应温度和压力达到最大值.R407C和R410A易燃易爆特征相近;但爆炸范围都比氟利昂(R22)气体宽,即同样的条件下更容易发生爆炸.该计算结果能够为新型冷媒R407C和R410A的安全使用提供一定的依据.     

高炉喷吹用潞安贫瘦煤爆炸下限与返回火焰长度的试验研究

该试验通过测定爆炸下限与返回火焰长度这两个参数来确定4种煤粉的爆炸性。爆炸下限指能使喷入一定装置中的粉尘云点燃并维持火焰传播的最小粉尘浓度,是确定粉尘爆炸性重要参数,试验室通常使用20L的爆炸装置进行测定。喷吹现场广泛采用长管式煤粉爆炸性测试仪检测煤尘引燃后产生的返回火焰长度,该长度随煤粉爆炸性的强弱而显著变化:返回火焰长度大于600 mm可认定该煤粉具有强爆炸性;在400~600 mm之间则煤粉具有中强度爆炸性;小于400 mm则煤粉具有弱爆炸性。结果表明:20 L球测得4种煤粉的爆炸下限在60~85 g/m3之间;长管式煤粉爆炸性测定仪测得4种煤粉的返回火焰长度在20~50 mm之间。由测定的返回火焰长度可知,试验所用的4种煤样均属于弱爆炸性煤种。     

混合气体燃烧反应速度的条件是什么?

编辑同志:我们是一家化工生产企业,使用的原材料中,有可燃性混合气体与爆炸性混合气体。请问它们之间的燃烧反应速度的条件是什么?大连黄则培黄则培先生:您所问的是可燃性混合气体发生爆炸的问题。在工业生产和日常生活中,很多爆炸事故都是由可燃气体与空气混合形成爆炸性混合物引起的。一般来说,可燃性混合气体与爆炸性混合气体难以严格区分。     

氢氧混合气体爆炸临界条件实验研究

可燃气体的燃烧、爆炸是工业生产中常见的灾害性事故,危害极大.通过爆轰管实验装置,采用疏密分布的压力传感器测量氢氧混合气体的爆轰特性,并依据压力和波速在燃烧转爆轰瞬间发生突跃,判断混合气体爆炸的临界条件.实验结果表明,爆炸压力随氢气初始浓度呈∩形变化,50%氢气体积分数为爆炸最佳浓度值;在常温常压下,氢氧混合物爆炸的临界氢气体积分数是15%和90%;化学计量比的氢氧混合气体发生爆炸的临界初始压力为0.01 MPa;氮-氢-氧三元混合气体爆炸的临界氮气体积分数为60%.     

HAN阻隔防爆模型研究

通过合理简化,利用多方气体状态方程,分别建立油品储运容器内可燃混合气体定容爆炸模型和装设阻隔防爆材料的油品储运容器内可燃混合气体爆炸模型,获得了阻隔防爆性能测试装置的燃爆容器抗爆设计限值,以及其在HAN阻隔防爆测试中燃爆容器试爆压力量级的控制下限值,同时,还给出HAN工程应用中容器留空率的计算方法,具有实际指导意义。     

初始温度和压力对排污空间甲烷-空气混合物爆燃特性影响的模拟研究

市政排污空间作为城市公共基础设施的重要组成部分，易积聚可燃气体形成爆炸性环境。结合排污空间的特殊环境条件，采用Fluidyn-MP多物理场数值模拟软件，建立了20 L球形爆炸罐分析模型，通过改变初始温度和初始压力，对排污空间甲烷-空气混合物爆燃特性及其变化规律进行模拟研究。结果表明:初始温度升高导致甲烷-空气混合物最大爆炸压力降低，缩短了到达最大爆炸压力的时间；初始压力增加导致最大爆炸压力急剧升高，并延长了到达最大爆炸压力的时间；最大爆炸压力对初始压力的敏感程度远大于初始温度的影响。此外，随着初始温度和初始压力的升高，爆炸火焰平均传播速度增加，而火焰传播速度对初始温度较敏感。     

多功能球形爆炸容器研究

20L球形爆炸容器是通用的研究气体、可燃液体蒸气和粉尘等爆炸参数的重要仪器。本文以现有的压力容器标准为依据,将爆炸瞬态载荷转换成等效静态载荷,运用动力系数法,研究出了一种可用来做气体、可燃液体蒸气和粉尘爆炸实验的球形爆炸容器。用此球形爆炸容器进行液压实验和爆炸极限实验,实验得到甲烷的爆炸下限为4.5%,上限为14.0%;乙醇蒸气爆炸下限为2.5%,上限为15.0%;10μm镁粉粉尘爆炸下限为45g/m3,实验所得数据与文献中的差别不大。结果证明本文所设计的多功能球形爆炸容器科学合理,能够满足爆炸实验要求。     

圆管状隔爆产品爆炸压力测试实验研究

为了研究隔爆产品内部的爆炸压力,选取了圆管状隔爆产品,设计了隔爆产品爆炸压力测试装置,测试记录了在常温和低温2种环境温度下,乙烯和氢气2种典型可燃性气体在不同内部结构的隔爆产品中的爆炸压力。研究结果表明:相同初始压力条件下,温度越低,气体的爆炸压力越大;在国际标准推荐的试验条件下,低浓度乙烯可以产生与高浓度氢气相同的爆炸压力;隔爆产品结构的变化会导致压力重叠的现象,显著影响爆炸压力的大小。     

Gas explosions caused by gasification of condensed phase combustibles

For reasonable explanation about recent accidental gas explosions caused by condensed phase combustibles occurred in Japan, the processes of such gas explosions have been investigated. When the combustible is of condensed phase at its initial state, gasification is necessary to form a flammable mixture causing a gas explosion. The process of gasification characterizes such a gas explosion. When the combustible is RDF (refuse derived fuel), the temperature was inferred to spontaneously increase. Also, the flammable gas should be generated within a confined high temperature region in the pile and come through a low temperature layer without combustion. The growth of a flammable layer after gasoline is spread over floor is analytically evaluated. The flame propagation through the flammable layer established over the floor enhances the pressure enough to break the structure of the office. Long-term heating is inferred to cause ignition of dried garbage, and the mechanism of flammable gas generation would be similar to that in the case of the RDF explosion. For prevention of losses at accidental explosions caused by gasification of condensed phase combustibles, understanding of the phenomena is the most important.     

球形压力容器中甲烷-氢气-空气爆炸过程数值模拟及实验研究

为研究受限空间内甲烷-氢气-空气混合气体爆炸特性参数分布规律,在20 L球形压力容器装置内开展甲烷-氢气-空气混合气体爆炸实验,探究掺氢比变化对当量比为1的甲烷-氢气-空气混合气体爆炸过程的影响;运用Fluent数值模拟软件,采用标准k-ε湍流模型,结合层流有限速率燃烧模型,探究混合气体爆炸过程中燃烧特性(爆炸温度、压力、密度等)与反应时间的变化规律。研究结果表明：爆炸过程中,添加一定氢气时爆炸压力峰值、爆炸压力上升速率峰值增大,而到达峰值时间缩短;反应初期,中心点火处密度下降,反应釜各处密度持续上升;距离点火点越远,密度变化越大,反应釜中压力分布基本相同。研究结果可为甲烷-氢气-空气混合燃料的安全使用提供相关参考。     

航空压力环境对锂离子电池热解气体爆炸极限影响*

针对航空锂离子电池热失控释放气体安全性研究不足的问题,采用气体拉曼光谱技术、气相色谱仪(Gas Chromatography,GC)和质谱(Mass Spectroscopy,MS)耦合来探究压力和荷电状态(State of Charge,SOC)对锂离子电池早期故障气体类型、气体动态演变及气体潜在危险性等特征的影响规律,同时综合考虑压力、电压和电池温度等多种因素分析锂离子电池热失控危害。研究结果表明:电池SOC越高且环境压力越低,电池越早触发热失控,爆炸极限越宽,其中30 kPa下100%SOC电池热解气体爆炸极限为8.01%~53.35%;SOC和环境压力越高,电池热失控越危险,释放的气体体积越多;CO,CO2,PF3,C2H4及电解液（C3H6O2、C3H6O3、C4H8O2）等气体可作为航空锂离子电池早期故障诊断特征。研究结果对保障锂离子电池在航空领域的安全运输及应用具有重要意义。     

基于20 L球罐的多相混合物扩散模拟

为更好地探索多相混合物的爆炸特性，以铝粉、乙醚、空气为研究对象，基于20 L球型爆炸罐建立三维计算模型，对气固两相和气液固三相混合物的分散过程进行数值模拟，以分析不同多相混合物分散过程的差异，并为测量多相混合物爆炸下限时的点火延迟时间设定提供参考。监测分析铝粉浓度粒子分布、流场内部湍流动能以及液相体积百分数等的演化过程，讨论混合物分散效果的差异，并确定测量爆炸下限的点火延迟时间。研究结果表明:实验工况下，液相的存在会降低粉尘云团的湍流动能、降低其扩散速度，并使粉尘云内部浓度更均匀。测量多相混合物爆炸下限时，三相混合物的最佳点火延迟时间早于气固两相混合物10~20 ms。     

Dynamic pressure induced by a methane–air explosion in a coal mine

The hazardous effect of dynamic pressure and strong gas flows induced by a methane–air mixture explosion in underground coal mines is studied. The dynamic pressure effect of a methane–air explosion was analyzed by numerical simulation, in a duct and tunnel. Compared to the overpressure generated by an explosion that can act on a body, the dynamic pressure caused by the high-speed flow of the gaseous combustion products can cause serious damage as well. At the structural opening of a coal mine, the destruction caused by the dynamic pressure induced by a methane–air explosion is more serious than the overpressure. For a tube or tunnel partially filled by a methane–air mixture, the dynamic pressure is lower than the overpressure in the region occupied by the flammable mixture. Beyond the premixed region, the dynamic pressure is of the same order of magnitude as the overpressure.     

基于压力与温度对损失瓦斯量影响试验研究*

为研究取芯管取芯过程中压力与温度对损失瓦斯量的影响,以及t法的偏差,利用自主研发的取芯管取芯过程模拟测试装置,基于模拟试验的相似性,开展不同加热功率下取芯过程模拟试验与室温（30 ℃）对比,以及变温条件下不同吸附压力取芯过程模拟试验。结果表明:前30 min煤芯瓦斯解吸曲线符合Qt=a+b/［1+(t/t0)c］。吸附压力一定时,取芯过程模拟测试的煤芯瓦斯解吸率均大于室温下的对比测试,3~16 min（退钻过程）温度对损失量的影响大于0~3 min（取芯过程）;随着加热功率的增加,煤芯瓦斯解吸量增大,煤芯损失瓦斯量的模拟值亦增大;t法推算值与模拟值的绝对误差随加热功率的增大而增大,相对误差在65.08%~70.79%;加热功率一定时,随着吸附压力的增加,煤芯瓦斯解吸量愈大,煤芯损失瓦斯量t法推算值增大,模拟值亦增大;t法推算值与模拟值的绝对误差随吸附压力的增大而增大,相对误差在68.21%~72.13%。