内部爆炸载荷作用下容器动力响应的数值模拟

运用ANSYS/LS-DYNA非线性显式动力学有限元程序,采用流固耦合算法,对平板封头圆柱形爆炸容器(长径比1∶1)在内部爆炸载荷作用下的动力响应进行了数值模拟;研究容器壳体和平板封头典型位置的内部爆炸载荷和等效应力的历史;分别给出壳体和平板封头的应力云图;分析对比壳体和封头不同位置应力响应。数值模拟结果为爆炸容器的经验设计和防护提供了科学依据。     

高炉喷吹用贫瘦煤爆炸强度的实验研究

在20 L球的密闭容器中,对4种潞安贫瘦煤的爆炸强度进行了系统的实验研究.分析了煤粉质量浓度对爆炸后最大爆炸压力、最大压力上升速率的影响,并计算出相应的爆炸指数.实验数据表明,最大爆炸压力和最大压力上升速率都随煤粉质量浓度的增加先增大后减小,4种煤粉中常村喷吹煤最大爆炸压力最大,为0.7419 MPa;漳村喷吹煤最大压力上升速率最大,为43.54 MPa/s.爆炸指数都在9～12之间,均小于爆炸指数分级中对弱爆炸性定义的指标20.可知4种煤粉都属于弱爆炸性煤,可以比较安全的用于高炉喷吹.     

不同能量载荷下球罐壁面响应的数值研究

容器爆炸碎片是造成化工企业多米诺效应的重要原因之一,研究不同能量载荷下容器壁面响应规律有助于分析事故原因及碎片形成机理。本研究以化工企业常用的储存容器球罐为研究对象,利用LS-DYNA软件对不同能量载荷下球罐壁面响应过程进行数值分析,研究表明球罐壁面在不同的爆炸载荷下出现不同的响应结果,因此可以根据容器响应后果来判定爆炸载荷的临界值;根据能量守恒可以对发生破裂的球形容器形成碎片过程中不同时刻的动能进行追踪,该结果可以为判定碎片发生多米诺效应的可能性提供参考。     

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。     

连通容器内预混气体爆炸过程的实验研究

对连通容器内预混气体爆炸过程进行实验研究,具有重要的科研和实用价值.本文通过实验室内自制的实验仪器,详细研究了不同的点火位置、初始压力、初始浓度对连通容器内预混气体爆炸压力的影响.得出了在大容器中点火,会引起更大的爆炸压力.压力上升速率也增大很快;初始浓度对连通容器内预混气体爆炸的影响基本与单个容器中的影响一致.当初始压力增大时,连通容器的爆炸压力也随着一起增大,而且小容器比大容器增加更快.因而,在工业中,最有效的方法是隔爆,在容器和管道接口设置隔离装置,使爆炸不能通过管道传播.     

球形爆破容器的弹塑性动力响应分析

对球形爆破容器在冲击性动载荷作用下的弹塑性动力响应问题进行了探索性理论分析，给出了容器的动态弹塑性应力计算式，为该类容器在冲击性内压下的动态试验研究和弹塑性动力强度设计提供了一定的理论依据。     

16MnR钢焊接接头补焊残余应力有限元分析

焊接残余应力是造成16MnR钢焊接接头产生裂纹的主要原因之一。本文使用大型非线性有限元软件ABAQUS,开发了一个顺次耦合的热应力计算程序,对16MnR焊接接头焊缝区域补焊的残余应力分布进行了数值模拟,得到了补焊残余应力的分布位置及大小。结果表明,补焊后,残余应力值比焊态下残余应力值有所增加。为此,对实际补焊修复提出了建议,为优化补焊工艺、控制残余应力提供了参考依据。     

内置障碍物连通容器中甲烷-空气预混气体的爆炸数值模拟

在实际工业生产中,连通容器内的爆炸事故屡见不鲜,而存在一定阻塞情况的连通容器内爆炸也时有发生.运用数值模拟的方法,建立了内置障碍物体的连接单根管道的容器的爆炸模型,利用甲烷-空气作为爆炸介质,获得了障碍物前后不同时刻的压力场和温度场,为实际生产中可能遇到的此类事故提供一定的理论依据和数据支持.     

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。     

柱形连通容器内预混气体爆炸过程的火焰传播模拟

为研究连通容器内气体爆炸规律,采用Fluent(经典流体动力学软件)对柱形连通容器内预混气体爆炸过程进行模拟,模拟了不同点火位置和火焰传播方向条件下连通容器内火焰传播过程和压力变化,并分析了连通容器内不同时刻的速度场.结果表明:火焰面在传播过程中并非完全对称,当火焰到达传爆容器后,湍流燃烧剧烈,火焰不规则变形显著;端面点火后在传爆容器内产生的压力峰值和压力波动比中心点火时更大;当起爆容器为大容器时,传爆容器内气体预压缩程度更大,压力峰值更高.