基于绝热火焰温度多元混合气体可燃性极限的理论预测

为了预测多元混合气体可燃性极限,通过化学平衡计算软件分析确定了气体在可燃性下限（LFL）和可燃性上限（UFL）的燃烧产物及计算绝热火焰温度（CAFT）,基于能量平衡方程和简化反应模型,分别建立了混合气体LFL和UFL预测模型。应用该预测模型对CH4、C2H4、C3H8、C3H6和CO组成的不同比例混合气体可燃性极限进行预测。结果表明:简化反应模型对于LFL和UFL预测值与文献中实验值的平均相对误差分别为2.76%和5.45%,相关系数分别为0.995和0.950;同时发现两步简化模型对含有C2H4和CO混合组分预测结果误差较大,但对于平均碳原子数大于2的混合气体,预测结果一致性较好。     

初始温度对可燃气体爆炸下限影响的研究

研究初始温度对可燃气体爆炸下限的影响规律,运用阿累尼乌斯定律,可得出温度与化学反应速度之间的关系式,从而得出简化的温度和爆炸极限影响的模型。利用该模型对5种烷烃在不同温度下的爆炸下限实验值进行拟合相关度比较,所得爆炸下限模型平均拟合相关系数达到0.995 5。结果表明,该简化模型具有较强的可靠性。     

初始压力对合成气爆炸下限的影响研究*

利用8 L圆柱型爆炸罐试验测量不同初始压力下合成气爆炸下限 (LEL),通过Chemkin-Pro软件模拟研究初始压力对合成气近下限燃烧的影响效应,并校核Le Chatelier(L-C)计算式、二次多项式、线性及对数函数拟合关系式对加压宽含氢比合成气LEL的适用性。结果表明:合成气LEL随含氢比的升高呈下降趋势,随初始压力的升高近线性下降;加压条件下,H自由基及OH自由基的摩尔分数发生变化,导致H+O₂=O+OH等重要支链反应的敏感性系数发生变化,进而使合成气LEL显著降低;与L-C计算式相比,二次多项式对高压下合成气LEL的估算更准确;线性函数关系式可准确计算不同初始压力下的合成气LEL。     

五氯硫酚锌盐粉尘爆炸下限浓度的实验研究

五氯硫酚锌盐的一些基本的危险性参数,如燃烧爆炸性能,目前国内外报道极少.笔者采用野外定性燃烧试验、哈特曼管实验及20 L球实验,对该物质粉尘爆炸的危险性进行研究.结果表明,该物质具有燃烧爆炸危险性,但与细小片状铝粉(燃爆危险性很强烈)相比,其粉尘的燃爆危险性很弱.以硅系点火具作为点火源,在20 L爆炸球中测试获得该粉尘爆炸下限浓度约为213 g/m3.根据ISO-6184及VDI-3673等标准,认为该粉尘的爆炸猛烈度为1级.所得结果为该物质的生产及使用安全提供了重要的参考.     

基于绝热火焰温度的空气钻井井下燃爆界限预测方法研究

为进一步准确、高效预测空气钻井井下燃爆界限,首先基于恒压、恒焓原则下的绝对焓守恒理论,推导出CHO化合物燃烧的绝热火焰温度普适模型,提出使用绝热火焰温度预测空气钻井井下燃爆界限的方法;然后利用高温高压(0.1×10⁶~10×10⁶Pa,20~90℃)条件下的甲烷-空气燃爆实验数据,分析燃爆界限预测结果的有效性;最后,以马1-X井为例,提出基于绝热火焰温度预测燃爆界限的钻井现场应用方法。研究结果表明:预测结果与实验结果一致性较高,最大绝对误差为3.84%;随着井深增加,井下燃爆界限范围不断变宽,燃爆上限变化幅度大于燃爆下限;通过摩尔分数与体积流量之间关系,能够使燃爆界限以甲烷产量的形式得以表现。研究结果可实现在钻井现场快速、准确预测燃爆界限,为预防井下燃爆、提高空气钻井安全性提供一定参考。     

燃烧持续时间法测试粉尘爆炸下限的试验研究

为提高粉尘爆炸下限浓度(MEC)测试的可靠性,提出基于燃烧持续时间法的测试方法。在理论分析粉尘火焰传播速度与粉尘浓度关系的基础上,利用20 L爆炸球开展试验,研究燃烧持续时间在不同点火能量、粉尘粒径、粉尘浓度条件下的基本变化特征,并对比以燃烧持续时间与爆炸压力为判据获得的MEC的试验结果,验证以燃烧持续时间法测试MEC的可行性。结果表明:燃烧持续时间本质上表征爆炸动力学特征,其低浓度下的最大值对应的浓度即粉尘MEC;利用燃烧持续时间法判断得到的可燃粉尘MEC与现行压力基准测试方法的结果具有较好的一致性,且该方法稳定性更好、试验结果更准确。     

谷物粉尘爆炸特性试验研究

为了解国内某啤酒企业平筛工艺过程除尘系统新鲜谷物粉尘爆炸特性,采用1.2 L哈特曼管式粉尘爆炸试验装置进行试验,以研究其粉尘粒径、质量浓度、含水率因素对谷物粉尘爆炸压力(P)及爆炸压力上升速率(dP/dt)的影响。结果表明,该谷物粉尘爆炸下限(LEL)质量浓度为125~166.67 g/m³,质量浓度为291.67g/m³时存在最大爆炸压力P_max和最大爆炸压力上升速率(dP/dt)_max,分别为1.81 MPa和10 MPa/s;dP/dt与P变化具有相似性。谷物粉尘粒径由98~105 μm增加至180~1 250 μm,其LEL质量浓度由50~58.33 g/m³增加至141.67~150 g/m³,且P由0.90 MPa降低至0.72 MPa;含水率由6.39%降低至0(绝对干燥)时,P由1.3 MPa增加至2.1 MPa。     

混合气体爆炸的条件与可能性研究

从3个方面阐述了混合气体爆炸的条件和可能性。针对1起油罐汽车爆炸事故典型案例的调查分析,详尽剖析了这类事故的原因和防范措施。同时也为混合气体爆炸事故的调查分析提供了范例。     

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6 0～85 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.     

障碍物对油气-空气混合气体泄压爆炸火焰传播特性影响

为了研究障碍物对油气泄压爆炸火焰传播特性的影响规律,进行了不同数量障碍物工况下的对比实验,并利用纹影仪和高速摄影仪记录了火焰传播过程,针对障碍物对火焰形态、火焰锋面位置及火焰传播速度的影响规律进行了研究,结果表明:圆柱体障碍物会导致油气泄压爆炸火焰形态产生褶皱和弯曲变形,诱导层流火焰向湍流火焰转变,加速火焰的传播,对油气泄压爆炸火焰的初始传播形态有显著影响;随着障碍物数量的增多,火焰锋面传播距离点火端的最大距离增大,但到达最远距离的时间减少;障碍物能够增强火焰的传播速度,尤其对障碍物下游火焰影响最为显著,随着障碍物数量的增多,火焰传播的最大速度也随之增大,但达到最大火焰传播速度的时间却随之减少;障碍物的存在增大了油气泄压爆炸过程外部爆炸压力,并且随着障碍物数量的增多,外部爆炸压力峰值增长幅度增大。     

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...     

初始温度和初始压力对气体爆轰参数影响的研究

利用已有的气体爆炸模型和包含初始压力、初始温度的气体爆轰参数的计算公式,从理论上研究初始压力和初始温度对气体爆轰参数的影响情况.使用Visual Basic语言编写计算程序,将计算值与文献值进行对比,具有较好的一致性.以甲烷-空气混合物为例,计算在98000Pa,280～400K及298K,0.1～0.5MPa的气体爆轰参数.计算结果表明,初始压力一定,混合物的爆轰压随初始温度的升高而减小,爆轰波速增大;初始温度一定,混合物的爆轰压随初始压力的增大而增大,爆轰波速基本不变;在初始温度和初始压力两个影响因素中,初始压力对混合物爆轰参数的影响明显大于初始温度.     

液化石油气点火能试验及爆炸火焰传播分析

为研究液化石油气体积分数与点火能的关系以及爆炸火焰的传播过程,在实验室应用特制的爆炸试验装置,采用调节点火能和液化石油气体积分数的方法,进行一系列爆炸试验,并使用高速摄像机记录爆炸的动态过程.试验结果表明,当液化石油气的试验爆炸体积分数在5％～9％时,其体积分数与点火能之间呈现比较平缓的变化关系,而当其体积分数小于5％或大于9％时,体积分数的稍微变化,其点火能将发生显著的变化.爆炸过程图像分析显示,在爆炸初期,火焰阵面的微分加速起主导作用.随着火焰从点火源位置向四周扩散,光滑的层流火焰开始逐步“湍流化”,火焰阵面出现皱折,燃烧面积增加,火焰传播速度逐渐上升直至最大值.在整个过程中,火焰阵面出现非稳定的加速.