立体结构障碍物对甲烷预混火焰传播影响的研究

使用自行设计的火焰加速试验系统,研究了3种立体结构障碍物对管道内预混火焰传播速度和超压的影响。选用长方体、正四棱柱和圆柱,其阻塞比均为40%。结果表明,管道内障碍物对火焰传播的初始阶段起阻碍作用,当火焰越过障碍物后,障碍物加速火焰传播过程。有障碍物时管道内最大火焰传播速度和峰值超压比无障碍物时要大。随着点火距离的增大,管道中最大火焰传播速度和超压先变大后减小。当障碍物位于约6倍管径处时,对管道中火焰传播速度和超压影响最大。点火距离的改变对火焰传播速度的影响大于对管道内超压的影响。     

中小锅炉爆炸事故规律分析与研究

为研究中小型锅炉爆炸事故的规律,对中小型锅炉爆炸案例进行调查和分析,并进行了缺水再进水试验和炉胆失稳模拟试验。研究认为,爆炸主要原因是缺水和超压,缺水造成材料性能下降明显,进水汽化造成锅内压力骤升,并给出了立式锅炉爆炸机理。从锅炉结构、水容积、安全附件等方面的爆炸事故因素考虑,对3种中小型锅炉进行安全性分析,并提出了事故预防措施。     

具有超压/负压防护功能的急救车防生物污染的安全性试验研究

采用粘质沙雷菌气溶胶,对具有超压/负压防护功能的急救车防生物污染的安全性进行试验考核。分别测试气溶胶发生后30s,1min,5min,10min时,车厢在超压防护和负压防护下的过滤效率,其结果表明:急救车在超压防护状态下开启空调时的平均过滤效率能达到99.99%,不开空调时的平均过滤效率能达到99.95%;在负压防护状态下开启空调时的平均过滤效率能达到99.93%,不开空调时的平均过滤效率能达到99.95%。证明急救车能够通过生物污染区域安全运送、急救伤病员,也能够运送、急救生物污染伤病员或烈性传染病员确保沿途环境不受污染,该研究成果为应对生物恐怖袭击和突发公共卫生事件(烈性传染病)提供了一种安全可靠的机动医疗救治平台。     

大空间内封闭喷漆作业的火灾危险性及消防安全对策研究

以采用封闭喷漆工艺的某喷漆车间为研究对象,分别分析了车间内封闭喷漆室以及敞开空间的火灾危险性。采用多能法进行了喷漆室爆炸冲击波超压计算,发现封闭喷漆作业的火灾爆炸事故会对车间围护结构产生不同程度破坏作用。因此,对大空间内采用封闭喷漆作业的情况,加强消防安全措施十分必要。结合上述火灾危险性定性、定量分析结果和相关标准规范要求,从设置灭火系统、火灾自动报警系统、通风系统、明确安全管理规定等角度提出了相应的消防安全措施建议,为确保此类场所的消防安全提供了技术支持。     

大尺度管道中煤粉爆炸的试验研究

煤粉爆炸传播特性的试验研究对于深入了解和预防矿井煤尘爆炸事故有重要意义。利用自制的长29.6 m,内径199 mm的试验管道,对煤粉-空气混合物爆炸压力波传播过程进行试验研究。采用压电传感器测量压力信号,得到爆炸压力波沿管道传播过程中不同测点处的压力时间历程曲线,探讨煤粉粒度和浓度对其爆炸超压的影响规律。结果表明:煤粉-空气混和物在弱点火条件下能够实现粉尘火焰的形成和传播。煤粉爆炸压力波传播过程中速度为400~430 m/s,峰值超压为68~72 kPa。煤粉爆炸峰值超压随着煤粉粒度的减小而增大,但煤粉粒度对其爆炸峰值超压的影响程度随着浓度的增加将逐渐减弱。     

Model-based zero emission safety concept for reactors with exothermal reactions for chemical plants

To avoid major accidents caused by runaway reactions, a new safety concept called SmartHIP¹ is introduced, with the objective to prevent runaway reactions and avoid emissions. The basic principle is based on an online model-based approach by using safety instrumented systems. Different criteria exist for calculating the hazard potential of a runaway reaction and its early detection. The approaches of the literature from the last years are analysed and divided into three different groups: Divergence, Accumulation and Adiabatic Criterion. Each approach is compared to the other by applying it to an esterification reaction of acetic anhydride with methanol. The approaches are evaluated according to different requirements, like accuracy, wide range of application or reliability.     

综合管廊燃气舱燃气爆炸冲击波传播特征研究*

为研究综合管廊燃气舱燃气爆炸冲击波的传播特征,采用数值模拟方法研究首次超压峰值和首次流速峰值的变化规律,建立首次流速峰值与首次超压峰值和填充长度的耦合关系,分析不同填充长度情况下燃气爆炸后的超压和水平流速的变化规律。结果表明:燃气爆炸后,燃气舱内存在多个超压峰值,峰值间存在明显的时间差。冲击波到达各测点的时间与燃气填充长度成反比关系。水平流速曲线随着时间的变化以0为基点上下振荡,存在正向峰值和反向峰值。随着燃气填充长度的增加,流速下降趋势变快。首次超压峰值随传播距离的增加先增大后减小再增大,随着填充长度的增加,产生超压峰值最大值的位置由接近填充长度结束的位置转移到燃气舱封闭端。首次流速峰值随传播距离的增加先增大后减小。首次流速峰值与首次超压峰值呈现正比关系,通过拟合得到流速峰值与超压峰值及填充长度的耦合关系。研究结果可为燃气舱燃气爆炸后的流速分布研究以及燃气舱防火分区的设计提供参考。     

Experimental study on water sealing of fire barriers and explosion venting of large-scale pipeline with low-concentration gas

Low-concentration gas transported in pipelines may lead to explosion accidents because gas with a concentration of less than 30% is prone to explode. To reduce the incidence of gas explosions, water sealing of fire barriers is implemented, and explosion venting devices are installed along the pipeline. To investigate their suppression effect on low-concentration gas explosion, experiments using methane–air premixed gas under different conditions were implemented on a DN500 pipeline test system. The effects of three types of explosion venting forms (rupture disc, asbestos board, and plastic film) on explosion overpressure and flame were compared and analysed. Results show that the rupture disc, asbestos board, and plastic film can achieve adequate explosion venting, causing the peak decay rates of explosion overpressure to reach 82.37%, 81.72%, and 90.79%, respectively. The foregoing indicates that the greater the static activation pressure of the explosion venting form, the higher the peak explosion overpressure at each measurement point. Moreover, the shorter the explosion flame duration, the greater the flame propagation velocity. The research results provide an essential theoretical foundation for the effective suppression of gas explosion accidents in the process of low-concentration gas transportation.     

受限空间障碍物截面变化对混合气体爆炸特性参数的影响研究

为研究障碍物截面变化对混合气体爆炸特性参数的影响规律,运用3D动态流体动力学软件AutoReaGas建立障碍物截面不同变化方式和趋势的爆炸模型,模拟分析截面不同变化方式（渐变、突变）和不同变化趋势（由大变小、由小变大）对气体爆炸特性参数（速度、压力场）的影响程度和规律。研究表明:改变障碍物的截面变化方式和趋势都会影响可燃气体的爆炸参数。对于爆炸压力场,截面变化情况下的爆炸超压大于截面不变的情况,截面渐变大于截面突变的情况,截面由大到小变化与截面由小到大变化下的爆炸超压呈现相反变化趋势。对于爆炸速度场,截面不同变化方式和趋势下的速度变化情况均为在开始的一小段时间内先减小然后逐渐增大。