点火延迟时间对粉尘最大爆炸压力测定影响的研究

根据粉尘云形成时颗粒分散及沉降的时间效应,指出目前国际通行的球型爆炸装置采用固定点火延迟时间测定粉尘最大爆炸压力的方法具有不确定性,并以煤粉为介质在20 L标准爆炸球装置上进行系列爆炸实验,研究装置点火延迟时间对粉尘爆炸压力的影响。结果表明:点火延迟时间对粉尘爆炸压力测定有十分显著的影响,不同粒径粉尘的最大爆炸压力有不同点火延迟时间,目前仅以气相湍流度所确定的固定点火延迟时间下,所测粉尘最大爆炸压力可能严重偏离实际。     

碳酸盐对密闭空间粉尘爆炸压力影响的试验研究

为了预防和缓解工业粉尘爆炸并研究惰性粉尘对粉尘爆炸的惰化作用,在Siwek 20 L球形爆炸装置内,针对高爆镁粉和高灰分煤粉,选用碳酸钙(CaCO3)、碳酸氢钠(NaHCO3)、碳酸氢钾(KHCO3)等3种碳酸盐作为惰化剂,讨论惰化剂浓度、粒径及点火能量对最大爆炸压力的影响。结果表明,惰化剂粒径越小,浓度越高,对粉尘爆炸的惰化作用越强;粉尘爆炸的净升压与点火能量无关,点火头主要起引燃作用;当惰化剂浓度递增至60%时以上,粉尘爆炸压力急剧下降,直至不爆。此外,CaCO3的抑制效果明显优于NaHCO3、KHCO3,故推荐采用CaCO3来控制粉尘爆炸风险。     

掘进面出风口风流与风幕调控下的粉尘分布响应曲面优化研究*

为了解决煤矿掘进面风筒出风口参数不能动态变化,而传统风幕全断面控尘效果不理想引起的粉尘浓度高等问题,通过分析风幕和出风口参数对粉尘分布规律的影响,以此得到合理的出风口风流与风幕综合调控方案,降低粉尘浓度。以陕西神木柠条塔煤矿N1212巷道为研究对象,利用Fluent软件建立出风口风流与风幕综合调控的粉尘场有限元模型,设计出风口风流及风幕综合调控响应曲面实验,得到最佳综合调控方案为:风幕射流出口宽度为0.16 m,风幕射流出口速度为6 m/s,出风口口径为0.9 m,出风口右偏角度为3°。搭建相似模拟实验平台来验证最佳综合调控方案,研究结果表明:调控后回风侧行人呼吸处和司机位置处粉尘平均浓度分别降低89%和81%,有效改善掘进面作业环境。     

基于正交试验响应面法的烟气层概率分布计算

为计算随机参数下火灾烟气层温度和厚度的概率分布,该文提出了基于正交试验响应面的可靠度计算方法。通过正交试验表确定分析计算参数组,并借助火灾动力学分析软件计算不同参数组下烟气层的温度和厚度响应,进一步拟合出输入参数和输出参数的响应面函数,在此基础上结合验算点法计算烟气层温度和厚度的概率分布,算例分析表明该方法具有计算精度高、计算量小的特点。     

基于响应面法和强度折减法的边坡可靠性计算研究

针对边坡安全系数是隐式函数的特点,提出将有限差分强度折减法和响应面法(RSM)相结合,分析边坡可靠性的方法。采用安全系数、破坏概率及对应的临界滑动面等,作为综合评价边坡稳定性的指标。算例验证表明,笔者提出的计算方法所得结果与其他方法比较接近,且更能反映边坡真实的工作状态。对某钢铁基地工程的昔格达组地层边坡,采用新的计算方法进行可靠度分析,对比研究确定性破坏模式和概率破坏模式中剪应变增量和破坏区的分布。研究结果表明,均值强度较高的边坡岩土体,如果变异系数较大,便仍处于较高风险水平,虽然边坡整体的安全系数满足工程要求;均值安全系数和最小可靠度指标对应的破坏模式也是有差别的。     

基于响应面法的抑尘剂组分配比优选模型

为解决抑尘剂多功能组分优选过程中存在的非线性问题,提出基于响应面法(RSM)的抑尘剂配比优化模型,在分析影响因素与响应值、各影响因素之间的交互作用特征的基础上,通过分析响应面的变化特征获得抑尘剂的最优配比。采用星点设计法,以润湿、保湿、黏结组分的体积分数为自变量,以粉尘沉降时间、失水率和风蚀率为因变量,在室内试验数据的基础上,开展多元线性方程拟合和方差分析,获得最优配比的预测结果,并进行试验验证。研究结果表明：星点设计—RSM模型的预测值与试验值偏差小于6.0%,优选组相比对照组(水)而言,粉尘沉降时间缩短23倍,失水率和风蚀率分别降低3.00%和2.64%,说明优选组具有优良的润湿、保湿和黏结性能,证明所构建的优化模型对抑尘剂多组分非线性优化问题具有良好的预测性能。     

基于压力—状态—响应的项目风险辨识方法研究——以某油气长输管线建设项目风险辨识为例

从系统论的角度,分析了工程项目风险产生机理,认为工程项目的内外部环境压力在工程项目当前状态施压后,工程项目的承压部分做出的恶化反应趋势是造成工程项目风险产生的根本原因。基于这一观点,提出了基于压力—状态—响应的项目风险辨识方法,该方法综合考查工程项目进行中所面临的内外部环境压力、项目当前状态和项目承压部分在压力下的反应趋势进行风险辨识;完善了项目风险确定的表述,认为项目风险事件的确定应由项目风险产生的环境因素和项目状态变动两个方面确定;设计了基于压力—状态—响应的项目风险辨识表。通过在某油气长输管道建设项目中的应用,验证了该方法的有效性和可行性。     

基于PSR模型的城市生态安全评价与贡献度研究——以铜川市为例

以铜川市为例进行城市生态安全评价和指标分析,采用压力-状态-响应模型和层次分析法构建出含有项目、因素、指标的铜川市生态安全评价体系。通过生态不安全指数定量表示城市的生态安全状况,对铜川市2014-2016年的生态安全状况进行了综合评价,并计算分析了各指标对城市总体生态不安全指数的贡献度。结果表明,铜川市的生态安全处于“临界安全”状态,并呈现逐渐向好的发展趋势。人均灌溉农田面积、地表水环境质量、环境空气质量和环保投资占GDP比例对铜川市生态不安全指数贡献度较大,应给予重视。     

基于响应面法的煤矿钻孔随钻超声成像仪器受力部件优化设计*

摘要:为研制适用于煤矿瓦斯抽采钻孔、满足施工强度要求的小尺寸随钻超声成像仪器,对随钻超声成像仪器的关键受力部位——超声探头安装孔进行优化设计,分析煤矿瓦斯抽采钻孔的一般规格,建立超声探头安装孔的三维模型,确定关键参数类型及其取值范围,采用极差分析法找到对受力部件强度影响较大的参数,基于响应面法开展有限元数值模拟,运用Box-Behnken设计方法得到超声探头安装孔关键参数与仪器受力部件性能指标的关系,优化受力部件关键参数的数值。结果表明:优化前最大的等效应力为138.6 MPa,优化后受力部件最大等效应力较优化前降低9.05%。结论验证了设计方法的有效性,为煤矿抽采钻孔随钻测井仪器的研制提供思路。     

基于SPSS软件对大学生寝室用电安全意识的分析 ——以四川师范大学为例

为探究大学生寝室用电安全意识的现状及分析性别和年级两个变量对其的影响,本文采用问卷调查的方法对大学生进行调查。调查步骤分为预试问卷编制、预试、问卷可靠度分析、正式问卷确定和正式调查。利用SPSS24.0软件对调查结果进行独立样本t检验、单因子独立样本变异数分析(ANOVA分析)等操作,使分析结果更加科学和准确。最终得出结论:大学生寝室用电安全意识在安全认知知识方面较为深刻,在安全认知体验方面有一定的察觉能力,在安全认知监测方面还急需加强学习。另外,性别因素对安全意识有一定影响,年级因素对安全意识没有显著影响。并根据以上结论提出提了高大学生用电安全意识的对策。     

浓度对橡胶粉尘爆炸特性的影响

为了解橡胶粉尘的爆炸危险性,采用20 L球爆炸测试装置对常温常压下、粒径75μm以下的橡胶粉尘在质量浓度50~700 g/m3范围内的爆炸特性进行试验研究,测定其最大爆炸压力及爆炸指数随质量浓度的变化规律,进而对其爆炸危险性程度进行分级。结果表明:橡胶粉尘质量浓度为300 g/m3时,爆炸压力达到最大值0.49MPa;在橡胶粉尘质量浓度为250 g/m3时,爆炸指数达到最大值5.04MPa·m/s,根据ISO 6184粉尘爆炸烈度等级分级标准,其粉尘爆炸危险性分级为St-1级。     

粉尘爆炸泄压面积计算及影响因素分析

随着涉粉行业各类企业数量的增长,以及粉尘爆炸产生的巨大危害,企业对粉尘泄爆、防爆越来越重视。在粉尘泄爆方面,泄爆装置的泄放面积影响最大泄爆压力,国内外不同标准的计算方法也有区别,因此针对不同标准的计算方法做出了比较并举例计算说明,为泄爆装置尺寸的选择提供理论依据。     

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。     

Experimental investigation on explosion flame propagation of wood dust in a semi-closed tube

In order to explore flame propagation characteristics during wood dust explosions in a semi-closed tube, a high-speed camera, a thermal infrared imaging device and a pressure sensor were used in the study. Poplar dusts with different particle size distributions (0–50, 50–96 and 96–180 μm) were respectively placed in a Hartmann tube to mimic dust cloud explosions, and flame propagation behaviors such as flame propagation velocity, flame temperature and explosion pressure were detected and analyzed. According to the changes of flame shapes, flame propagations in wood dust explosions were divided into three stages including ignition, vertical propagation and free diffusion. Flame propagations for the two smaller particles were dominated by homogeneous combustion, while flame propagation for the largest particles was controlled by heterogeneous combustion, which had been confirmed by individual Damköhler number. All flame propagation velocities for different groups of wood particles in dust explosions were increased at first and then decreased with the augmentation of mass concentration. Flame temperatures and explosion pressures were almost similarly changed. Dust explosions in 50–96 μm wood particles were more intense than in the other two particles, of which the most severe explosion appeared at a mass concentration of 750 g/m³. Meanwhile, flame propagation velocity, flame propagation temperature and explosion pressure reached to the maximum values of 10.45 m/s, 1373 °C and 0.41 MPa. In addition, sensitive concentrations corresponding to the three groups of particles from small to large were 500, 750 and 1000 g/m³, separately, indicating that sensitive concentration in dust explosions of wood particles was elevated with the increase of particle size. Taken together, the finding demonstrated that particle size and mass concentration of wood dusts affected the occurrence and severity of dust explosions, which could provide guidance and reference for the identification, assessment and industrial safety management of wood dust explosions.     

基于氧化还原分析的硫化矿尘爆炸压力预测

为探究可应用于生产现场的硫化矿尘爆炸压力预测方法,基于硫化矿尘爆炸反应机理和粉尘引爆试验数据对硫化矿尘的氧化还原成分与其爆炸压力的相关关系进行分析。研究结果表明：硫化矿尘的还原成分指数与其爆炸压力的相关性极高,尤其是与其爆炸压力峰值的相关性系数高达0.993。整合研究结果形成的硫化矿尘爆炸压力和爆炸压力峰值计算和预测模型,可为金属矿山的硫化矿尘爆炸预防提供决策依据。     

点火延迟时间对甘薯粉尘爆炸的影响研究

为了预防甘薯粉尘爆炸事故的发生,本文研究点火延迟时间对甘薯粉尘爆炸的影响规律,利用20 L球形爆炸仪研究甘薯粉尘的爆炸特性及其在200 g/m3,500 g/m3和800 g/m3质量浓度下通过改变点火延迟时间的爆炸规律。结果表明:粉尘的最佳点火延迟时间与浓度有关,在该点火时间下所测得的最大爆炸压力均高于在固定点火延迟时间下的测量值,60 ms的固定点火延迟时间不适用于甘薯粉尘爆炸测试。     

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.     

甲烷煤尘耦合爆炸传播特性及伤害研究

为探究煤尘质量浓度对甲烷煤尘耦合爆炸传播特性及伤害距离的影响,自制长15 m的爆炸管道系统,用体积分数为7％甲烷分别与质量浓度为0、50、100和200 g/m3的煤尘进行耦合爆炸试验,并根据质量、动量和能量守恒理论推导出最大压力计算公式.结果 表明:不同质量浓度煤尘与甲烷耦合爆炸时,最大压力均随与爆源距离的增加呈现出...     

不同粒径镁铝合金粉尘爆炸与抑爆特性研究

为了研究镁铝合金粉爆炸危险特性,利用20L球形爆炸容器进行测试,结果表明:180目 (80 μm)、 120目(125 μm) 和60目(250 μm)3种粒径下的金属粉尘爆炸下限浓度分别为45 g/m3,55 g/m3和95 g/m3。相同浓度下最大爆炸压力随粒径增大的而减小。以碳化硅和石墨为代表的研究中,60目,120目和180目的镁铝合金粉以10%的浓度梯度加入碳化硅浓度分别至50%,70%和80%,石墨浓度至30%,50%和60%时,镁铝合金粉不会发生爆炸。表明碳化硅及石墨等惰性粉尘都能对粉尘爆炸有抑制作用,其中石墨对镁铝合金粉的抑爆作用明显优于碳化硅。     

基于Factsage的金属硫化矿尘爆炸过程产物分析*

为研究金属硫化矿尘爆炸的过程与产物,预防与控制其粉尘发生爆炸,在20 L爆炸球中开展金属硫化矿尘爆炸试验,发现存在磁黄铁矿含量越高爆炸产物颜色越红的现象。为揭示这一现象的本质,应用XRD对爆炸产物进行分析,基于Factsage软件模拟计算黄铁矿矿尘与磁黄铁矿矿尘爆炸过程。结果表明:产物中含有的Fe2O3是主要致色原因;最终产物除固体Fe2O3外还存在气体SO2,SO3,反应中间过程主要固体产物为Fe2(SO4)3;在磁黄铁矿与黄铁矿含硫量相同或质量相同时,Fe2O3的生成量磁黄铁矿较黄铁矿多,且磁黄铁矿含硫量越多Fe2O3生成量越多,模拟计算结果与试验现象一致,研究结果可为分析金属硫化矿尘爆炸过程提供理论与数据支撑。