微乳化柴油燃爆性能研究

为了研究微乳化柴油在静爆条件下的燃爆特性,利用高清摄像机、高速照相机和红外热成像仪分别获取各微乳化柴油样品无约束条件下燃爆过程以及爆炸温度场分布情况,着重分析比较生产工艺与抑爆剂对微乳化柴油燃爆性能的影响。实验结果显示,相同试验条件下,磁力搅拌、高速剪切、超声处理和静电喷雾工艺获得的微乳化柴油样品燃爆性能接近,与-10号柴油相比,爆炸火球体积分别降低了40.61%,37.91%,27.46%和34.01%。添加抑爆剂后,磁力搅拌工艺生产的微乳化柴油爆炸火球体积显著降低,仅为-10号军柴所产生火球的68.47%。研究结果表明,微乳化柴油具有一定的防火防爆效果,抑爆剂的添加对抑制火球温度和尺寸效果显著。     

汽油、甲醇汽油和乙醇汽油燃爆特性的对比研究

为对比研究93号汽油、甲醇汽油M85和乙醇汽油E10的燃烧爆炸危险特性,首先测得影响其燃爆性能的主要理化参数,然后利用20 L爆炸球装置,试验考察油样在不同喷气压力条件下的雾化爆炸情况,并用液体燃料可持续燃烧性能测定仪,测定它们的燃烧情况以及火焰特征。结果表明,50 m L油样在同一喷气压力下,M85产生的最大爆炸压力和平均压力上升速率高于93号汽油和E10。当测定仪的油盘温度为40℃时,3个油样的着火延迟时间相差不大;在整个燃烧过程中,3个油样的火焰最高温度从高到低依次为:M85,E10,93号汽油,M85的燃烧持续时间较长。     

阻燃抑爆柴油的燃烧性能和排放研究

以-10号军用柴油为基础油配置阻燃抑爆柴油,在WP10.290发动机上进行了台架实验,考察了使用阻燃抑爆柴油时的动力性、经济性和排放性。结果表明:燃用阻燃抑爆柴油相比于燃用-10号军柴会一定程度上降低输出功率和扭矩,动力性能下降2.31%~4.26%;燃用阻燃抑爆柴油时平均质量燃油消耗率较燃用军用柴油时增加了5.74%。体积燃油消耗率与军用柴油相比,平均增加了4.32%;能够降低NO的排放,NO的排放量相较于-10号军柴降低了7%~19%;能够降低排气温度,相比较于-10#军柴,阻燃抑爆柴油的排气温度最大可以降低19.5℃。     

微乳化柴油火焰传播特性的试验研究

采用高速照相机记录火焰传播过程,并运用ProAnalyst软件分别对微乳化柴油的主火焰高度和闪火焰传播速度进行了测量和追踪分析。结果表明：各时刻的微乳化柴油主火焰均不是连续的,呈现“跳跃式”传播,并且主火焰的最大高度显著小于-10PD 的主火焰最大高度;微乳化柴油火焰传播的平均速度以及最大瞬时速度均远小于-10PD ,而 HS -10火焰传播的平均速度以及最大瞬时速度在3种不同含水量的微乳化柴油中也均为最小。微乳化柴油的阻燃防火性能明显优于-10PD 的主要原因是其中的水分对火焰燃烧产生了较强的抑制作用。     

超细聚苯乙烯微球粉体的燃爆特性研究

为研究超细聚苯乙烯微球粉体的燃爆特性,通过粉尘层最低着火温度测试装置、MIE-D1.2最小点火能测试装置、20 L球形爆炸测试装置,对其最低着火温度、最大爆炸压力、最小点火能量(MIE)等爆炸特性参数进行测定,探讨了加热温度、点火延滞时间、粉尘质量浓度、粉尘粒径对粉体燃爆特性的影响。结果表明:超细聚苯乙烯微球粉尘层在350℃左右时会发生无焰燃烧,且加热温度越高,粉体粒径越小,粉尘层发生着火时所需的时间越短;当粉体质量浓度为250 g/m3时,最大爆炸压力达到0.65 MPa,质量浓度为500 g/m3时,最大爆炸压力的上升速率达90 MPa/s以上;随点火延滞时间增加,最小点火能表现出先缓慢减小再急剧增大的规律;随粉尘质量浓度增加,最小点火能逐渐降低,当粉尘质量浓度超过500g/m3后逐渐趋于稳定。     

乙炔燃爆特性的研究

为减少乙炔火灾爆炸事故的发生,采用20 L爆炸罐为试验仪器,对常温、初始压力0.1 MPa条件下,不同体积配比乙炔-空气混合气的燃爆特性及氮气对乙炔分解爆炸的影响进行了试验研究,并结合碰撞理论和燃烧反应方程对试验结果进行了理论分析。结果表明:乙炔-空气混合气体随乙炔体积分数增大,最大爆炸压力逐渐升高;在乙炔体积分数为10%~55%范围内,乙炔与空气混合气的最大爆炸压力恒定在1.7 MPa,乙炔体积分数为10%时取得最大爆炸指数(78.14MPa.m/s);乙炔体积分数为55%~100%范围内,混合气体爆炸与初始压力有关,并且初始压力随乙炔体积分数增大而升高;纯乙炔分解爆炸的初始压力为0.18 MPa。氮气对乙炔分解爆炸有一定的抑制作用,并随氮气体积分数增加,抑制作用逐渐增大。     

小麦淀粉粉尘爆炸特性参数的研究

采用哈特曼管式爆炸测试装置和20L球爆炸测试装置对小麦淀粉粉尘爆炸特性参数进行评估,对粒度小于75μm的样品的爆炸危险性参数进行测试,得出了一定条件下的小麦淀粉对静电火花的敏感程度以及其爆炸的猛烈程度,进而对其爆炸危险性程度进行分级。结果表明,温度在25℃,喷粉压力为0.70MPa,小麦淀粉的最小点火能量在40~80mJ;在点火能量为10 kJ时,最大爆炸压力为0.60MPa,最大爆炸指数为7.87MPa.m/s,其粉尘爆炸危险性为Ⅰ级。     

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%.     

无火焰泄放装置性能检测技术研究*

为有效提高无火焰泄放装置产品质量特性和应用技术,避免或减轻爆炸事故发生造成的灾害程度,选择玉米淀粉粉尘为测试粉尘,采用1 m3爆炸罐进行扇形无火焰泄放装置爆炸泄放实验。结果表明:扇形无火焰泄放装置不适合重复使用。当扇形无火焰泄放装置重复进行爆炸泄放实验时,爆炸罐内压力会呈现升高趋势,而外场压力和温度呈现下降趋势,且阻火元件孔隙内残留大量玉米淀粉粉尘燃烧后生成的炭黑以及积聚部分高温燃烧的粉尘,致使阻火元件损坏失效。     

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。     

Spray and explosion characteristics of methanol and methanol-benzene blends near azeotrope formation: Effects of temperature,concentration, and benzene content

The explosion hazard of flammable liquids leaking to form spray in storage and transportation at ambient temperature has not been systematically investigated. This work presents new results from experimental investigations of the atomization and explosion characteristics of methanol, and methanol-benzene blends forming near the azeotrope under different initial conditions (initial temperature (298.15–318.15 K), methanol concentration (198–514.8 g/m³) and benzene content (41–81%)) in a 20-L spherical vessel. The empirical formulas for Sauter Mean Diameter (SMD) of the droplets and the maximum explosion pressure with respect to the initial temperature and methanol concentration were obtained from the quantitative analysis. Compared to the explosion hazard of pure methanol and methanol-benzene blends spray, the results showed that the maximum rate of pressure rise and maximum explosion temperature of methanol-benzene blends were relatively low. Furthermore, the effect of carbon soot formation on the explosion hazard during explosion development was analyzed.     

南非HS抑爆系统性能的试验研究

为了验证南非HS抑爆系统的安全性能,对HS系统进行基本性能试验和系统的整机抑爆效果试验。该系统的喷洒滞后时间、成雾时间、有效雾面持续时间和喷洒率4个基本参数的性能进行了测量和计算。在HS系统的整机抑爆效果试验中,进行4次不同的试验。试验结果表明,HS系统能迅速地产生具有足够的面积和持续时间的喷雾屏障,有效地抑止瓦斯和煤尘的燃烧与爆炸。HS系统具有较好的安全性能和较为广阔的应用前景。     

初始温度对湿法成型硫磺燃烧爆炸特性影响的试验研究

为了研究初始温度变化对湿法成型硫磺粉尘燃烧爆炸特性的影响,通过对初始温度分别为35℃、 45℃、 55℃、 65℃、 75℃的硫磺粉尘试样进行测试,发现随着初始温度的上升硫磺粉尘的粉尘云最低着火温度,粉尘云最小点火能逐渐降低;随着初始温度的上升硫磺粉尘的爆炸下限和粉尘层最低着火温度不发生变化。随着温度的升高,硫磺粉尘的燃烧爆炸危险性增加,因此在气温较高的夏秋季节要提高硫磺粉尘燃爆的防护等级。     

硫铁化物氧化自燃的动力学分析

为研究含硫油品储油罐中硫铁化物的自燃倾向性,采用STA8000同步热分析仪对10,15,20℃/min等不同升温速率和15,20,25 mL/min等不同空气流量下的硫铁化物进行试验,并通过获得的TG-DSC曲线研究试样的自燃特性;在此基础上,根据Coat模型,利用不同反应机理函数对热重数据进行分析。结果表明:该试验条件下,硫铁化物的氧化进程符合三级反应动力学机制;得出了硫铁化物在不同升温速率和空气流量下的表观活化能;在560～746℃温度区间内,随着升温速率的增加,空气流量的加大,活化能数值明显减小,自燃倾向性增大。研究结果可为预防和控制因硫铁化物自燃引发的火灾、爆炸事故提供理论参考。     

水雾抑制气体爆炸火焰传播的实验研究

利用自行设计的全程透明的火焰加速管系统和细水雾实验系统 ,对不同水雾条件下的气体火焰传播现象进行了实验研究。运用光电传感器与CCD摄像技术 ,笔者分析了不同水雾条件下的甲烷预混气体火焰传播速度、传播火焰阵面轨迹 ;探讨了水雾抑制气体火焰传播的机理及条件。实验发现了在一定条件水雾作用下的气体传播火焰阵面拉伸与火焰驻留的现象与条件 ,实验结果表明 :水雾对气体爆炸火焰传播的抑制是由于水雾作用于火焰阵面反应区 ,降低了反应区内火焰温度和气体燃烧速度 ,减缓了火焰阵面传热与传质的进行 ,从而使传播火焰得以抑制 ;而水雾对气体爆炸火焰传播的抑制效果与水雾通量、雾区浓度、水雾区长度以及火焰到达水雾区的火焰传播速度有关     

20L近球形容器中甲醇喷雾液滴爆炸特性实验研究*

为了评估易燃液体喷雾的爆炸风险,借助喷雾粒度仪、高速相机以及喷雾爆炸实验系统,围绕2种粒径(表面积平均粒径:2.0 μm±0.5 μm;18.0 μm±0.5 μm)的甲醇喷雾,研究点火位置和延迟时间等因素对甲醇喷雾爆炸特性的影响。结果表明:甲醇喷雾粒径均随环境温度的增加而减小,当甲醇喷雾浓度较大时,环境温度对于甲醇喷雾粒径的影响更为显著;甲醇物料温度的改变对于其粒径的影响很小。随着点火延迟时间的增大,甲醇喷雾爆炸特性参数均呈现先增加后减小的趋势,在τ=120 ms时最大。受限空间内甲醇喷雾采用中心或上部点火方式,当甲醇喷雾浓度为356.4 g/m3(φ=1.8)时,甲醇喷雾爆炸特性参数均取得最大值;与上部位置点火相比,中心位置点火的甲醇喷雾爆炸特性参数值较大。     

丁二烯装置中乙烯基乙炔危险性研究

根据丁二烯装置中高级炔烃的特点和危险性,通过爆炸极限测定仪和爆轰管研究并确定了温度对乙烯基乙炔爆炸极限的影响,确定了不同温度下乙烯基乙炔的安全分压,确定了氮气稀释对乙烯基乙炔安全分压的影响,掌握了乙烯基乙炔的燃爆特性和分解特性。研究表明:乙烯基乙炔易发生分解失控或气相燃爆,且发生分解失控时后果严重。为了确保丁二烯装置中乙烯基乙炔的安全使用,建议在低温和低分压下使用乙烯基乙炔。     

粉尘云浓度对HDPE粉尘云最低着火温度的影响

为准确评价高密度聚乙烯（HDPE）粉尘爆炸敏感性和开展有效的粉尘防爆工作,采用Godbert-Greenwald恒温炉标准实验装置研究了典型HDPE粉尘云最低着火温度的分布特性,着重探讨了粉尘云浓度对不同喷尘压力条件下HDPE粉尘云最低着火温度的影响规律。研究表明:测试条件下HDPE粉尘云最低着火温度的变化处于360~445 ℃范围,随粉尘云浓度的增加呈现先降低后升高的总体趋势,粉尘云浓度为1.111 kg/m3时出现拐点,且粉尘云最低着火温度随喷尘压力的增加而降低。