新型爆炸极限测试演示装置研制成功

一种新型可燃气体动态爆炸浓度极限测试与演示装置已由中国地质大学研制成功。它可用于一般可燃气体爆炸浓度极限测试,以及连续直观观察爆炸极限范围内随可燃气体与助燃气体混合比例变化出现的各种化学反应状况。该装置使用小型空气压缩机作为助燃空气输送源,经混合器与可燃气体混合,由流量计与微调开关调节混合比,通过高压电火     

泄爆门泄爆特性试验及数值模拟研究

为研究数值模拟边界条件的准确性及泄爆门对瓦斯爆炸的抑制作用,自制大直径爆炸管道试验装置,在瓦斯体积分数9.5%条件下进行瓦斯爆炸试验,同时运用FLUENT软件模拟整个爆炸传播过程,通过对比分析试验数据与模拟结果,分析其变化特征和泄爆效果。结果表明:爆炸冲击波从测点2传播到测点3时,试验和数值模拟方式下压力峰值衰减率分别为51.40%和51.28%,偏差率为0.23%,泄爆门能显著衰减爆炸压力; 2种研究方式下温度变化规律相同,测点2、3温度峰值偏差分别为6.99%和6.43%,但泄爆门对火焰温度没有抑制作用;通过对比研究发现,两者得出的结论和变化规律吻合,证实了数值模拟的数学模型、边界条件和初始条件的准确性。     

圆管状隔爆产品爆炸压力测试实验研究

为了研究隔爆产品内部的爆炸压力,选取了圆管状隔爆产品,设计了隔爆产品爆炸压力测试装置,测试记录了在常温和低温2种环境温度下,乙烯和氢气2种典型可燃性气体在不同内部结构的隔爆产品中的爆炸压力。研究结果表明:相同初始压力条件下,温度越低,气体的爆炸压力越大;在国际标准推荐的试验条件下,低浓度乙烯可以产生与高浓度氢气相同的爆炸压力;隔爆产品结构的变化会导致压力重叠的现象,显著影响爆炸压力的大小。     

洗煤厂干燥系统泄爆设计研究

在洗煤厂的干燥系统中极易发生煤粉燃烧爆炸事故,为了减轻爆炸危害,对干燥系统进行泄爆设计尤其重要。应用20 L粉尘爆炸特性测试系统,对某洗煤厂煤样煤尘云爆炸性参数进行测试,得出最大爆炸压力0.74 MPa,最大爆炸压力上升速率为58.5 MPa/s,计算出最大爆炸指数为15.88 MPa/(m·s)。根据测试结果计算出洗煤厂干燥系统干燥器、除尘器及冷却器泄爆面积分别为5.15,0.68,0.62 m~2。并结合现场实际环境对泄爆装置及泄爆口位置进行分析设计。     

粉体云幕对瓦斯煤尘爆炸隔爆效果的试验研究

为了探索瓦斯煤尘爆炸的防治技术措施,在大尺度断面巷道开展粉体云幕的隔爆性能测试。运用直径2 m大尺度管道及其附属敞开空间,研究粉体云幕的形成过程及其动态分布特征;在此基础上,以爆炸压力、火焰速度为特征参数,在断面7. 2 m~2大型地下巷道内进行瓦斯煤尘爆炸及隔爆试验。研究结果表明:隔爆粉体在60 ms时可覆盖7. 4 m~2断面,在1 200 ms绝大部分粉体喷出,形成有效隔爆屏障;在试验条件下,粉体云幕面密度8. 1 kg/m~2时,爆炸火焰在13 m范围内被完全熄灭,最大爆炸压力由云幕前的0. 293 MPa降低至0. 126 MPa,下降了57. 0%,140 m位置的爆炸压力上升时间延迟了137 ms;随粉体云浓度的增加,隔爆效果增强,粉体云幕能在短距离范围内扑灭爆炸火焰,并大幅衰减爆炸冲击波压力。     

CF_3I对R290的抑爆性能研究

利用气体爆炸极限测试装置和卧式激波管系统,研究了抑爆剂CF_3I对R290爆炸极限、最小点火能、爆速以及爆压的影响。结果表明,添加CF_3I的R290爆炸概率和爆炸危害均明显降低。当CF_3I体积分数达到50%时,混合气爆炸区间缩小91.02%,最小点火能提高196倍,距爆心1.6 m处平均爆速降至3.52m/s,爆压下降37.12%。继续增加CF_3I体积比至VCF_3I/VR290≥1.2时,体系不具有爆炸性。     

隔爆水幕对瓦斯爆炸传播规律影响的试验研究

为研究自制隔爆水幕抑制瓦斯爆炸的有效性,采用大直径瓦斯爆炸试验管道系统,在不同瓦斯浓度和不同水幕流量条件下进行瓦斯爆炸试验,利用数据采集系统测量瓦斯爆炸特性参数并对其变化规律和隔爆效果进行分析。结果表明:瓦斯浓度9.5%时经过隔爆水幕抑制作用,瓦斯爆炸压力峰值由64 kPa下降到39 kPa,衰减了39%;温度峰值由969 K下降到498 K,衰减了49%;速度最大值由136 m/s下降到73 m/s,衰减了15%。虽然隔爆水幕对不同浓度瓦斯产生的爆炸起到良好的抑制效果,但隔爆之后的传播规律依然受到瓦斯浓度影响。隔爆水幕对瓦斯爆炸的抑制效果取决于喷水流量的大小,随着流量的增加,水幕的隔爆效果增强,喷头最佳的工作流量为16.4 L/min。     

氮系阻燃剂粉尘爆炸特性研究

为了研究氮系阻燃剂的粉尘爆炸特性,选用德国VDI 2263-1-1990、美国ASTM E1226-12a和中国GB/T 16425—1996标准,测试双氰胺、三聚氰胺、氰尿酸三聚氰胺的粉尘可爆性,进一步研究了其爆炸特征参数。试验结果表明:根据VDI 2263-1-1990标准,双氰胺和三聚氰胺为可爆性粉尘,氰尿酸三聚氰胺为不可爆粉尘;根据ASTM E1226-12a和GB/T 16425—1996标准,3种物质均为可爆性粉尘。在粉尘层的最低着火温度测试中,3种物质均未燃烧;在燃烧等级测试中,3种样品均未传播燃烧;按照我国标准,双氰胺、三聚氰胺、氰尿酸三聚氰胺的最小爆炸质量浓度分别为60~70,40~50和40~50 g/m~3,最大爆炸压力分别为0.863,0.776和0.709 MPa,爆炸指数分别为11.41,7.25和6.23(MPa·m)/s,3种氮系阻燃剂的爆炸等级均为St 1。     

1.2L Harttman管式与20L球型爆炸测试装置

随着现代工业的发展,粉尘爆炸的危险性几乎涉及到所有的粉体工业部门,因此对粉尘爆炸危险场所进行危险性分析成为一种必然.粉尘爆炸的猛度参数是危险性分析的重要参数,反应了粉尘爆炸的猛烈程度,同时也是设计和选用泄爆、隔爆、抑爆等不同防爆技术方法的基础.然而,对于不同的测试装置所测得猛度参数有所不同.本文分别利用1.2L Hartmann管与20L球形爆炸装置对玉米淀粉的爆炸猛度参数进行了测试,并对相应结果进行了对比分析.     

1．2L Harttman管式与20L球型爆炸测试装置爆炸猛度实验研究

随着现代工业的发展,粉尘爆炸的危险性几乎涉及到所有的粉体工业部门,因此对粉尘爆炸危险场所进行危险性分析成为一种必然。粉尘爆炸的猛度参数是危险性分析的重要参数,反应了粉尘爆炸的猛烈程度,同时也是设计和选用泄爆、隔爆、抑爆等不同防爆技术方法的基础。然而,对于不同的测试装置所测得猛度参数有所不同。本文分别利用1．2L Haitmann管与20L球形爆炸装置对玉米淀粉的爆炸猛度参数进行了测试,并对相应结果进行了对比分析。     

管道内瓦斯爆炸温度与压力峰值试验研究

为分析瓦斯爆炸的火焰温度及压力峰值在管道中的传播规律,采用瓦斯管网爆炸测试系统进行试验,通过爆炸压力和爆炸火焰温度采集系统采集数据。在相同点火能量和点火位置的条件下,分析了体积分数对瓦斯爆炸的温度峰值和压力峰值的影响,及温度峰值和压力峰值随管道距离的变化规律。结果表明:当瓦斯体积分数低于9.5%时,温度峰值和压力峰值随瓦斯体积分数增大而增大;同一体积分数下,温度峰值最大值出现在最接近爆源的位置,并呈逐渐下降的趋势,接近爆源的温度峰值下降较明显,随管道延长,温度峰值的下降减慢且趋于平缓;温度峰值与传播距离近似呈三次函数关系;冲击波压力峰值随管道传播呈先上升后下降再上升的波动性变化。     

泄爆导管长度对除尘器泄爆影响的模拟分析

使用FLACS软件DESC模块,对连接不同长度泄爆导管的除尘器泄爆模型进行了模拟,研究泄爆过程中除尘器内部以及泄爆方向上的超压与高温变化规律。研究结果表明,泄爆导管内部要比除尘器内部先达到最大爆炸压力,但压力值却要小于除尘器内的超压;在泄爆方向上,距泄爆口越远,导管内的爆炸压力也越小,且在泄爆导管末端压力下降的趋势明显加快;随着导管长度从1 m增加到6 m,除尘器与泄爆导管内部的最大爆炸压力也逐渐增大,在泄爆导管长6 m时,除尘器内部达到了81.8 kPa的最大爆炸压力;而对于不同长度的导管泄爆模型,泄爆导管内部都达到了2 000 K左右的高温,且导管越长,最大爆炸温度所能持续的时间也越长。     

密闭空间中甘薯粉爆炸特性的试验研究

利用20 L球形爆炸测试装置探寻甘薯粉尘在密闭空间内的爆炸特性.测得甘薯粉的爆炸下限质量浓度,研究质量浓度,粒度和点火能量对爆炸猛烈度(最大爆炸压力和最大压力上升速率)以及燃烧特续时间的影响.结果表明:粒径较小时,甘薯粉爆科较猛烈,燃烧持续时间较短；随着质量浓度的增加,燃烧持续时间减少,最大压力上升速率逐渐增大并趋于稳定,而最大爆压呈现先增后减,并且存在一个最佳浓度范围,使粉尘爆炸最猛烈；最大爆压和上升速率随点火能量的增强而增大,较强的点火能量能显著改善低质量浓度粉尘的“爆炸不良”效应.将甘薯粉的爆炸下限质量浓度爆炸猛烈度与锌粉、镁粉和烟煤粉进行对比,发现甘薯粉的爆炸风险远高于烟煤粉和锌粉.     

工业弯管泄爆口位置对爆炸湍流的影响分析

为研究弯管泄爆对气体爆炸的影响,基于试验测试和数值模拟(FLACs软件)分析管道泄爆状态下湍流的变化规律。结果表明：在试验条件下,封闭管道弯管内4.8 m处监测点湍流动能峰值为5 745.42 m²/s²,开口泄爆后该点湍流动能增幅为8.4%;当改变泄爆口位置时,弯道处监测点测得最大湍流动能相较于封闭管道该处最大湍流动能增幅为20.84%,弯管处湍流动能比直管最大增加了314%,影响因素主要为管道结构和泄爆口产生的排放和诱导作用;不同工况下内径0.125 m管道上泄爆口处最大湍流动能随着泄爆口位置和点火点之间的距离的增大而先增大后减小,二者的关系可拟合为一维高斯函数(Gauss Amp),拟合结果显示湍流动能最大为13 352.55m²/s²,此时泄爆口的孔口效应和流量限制都增大了湍流强度,导致更快的爆炸气流流出速度及更高的气体燃烧率,冲出气流携带的能量较大,对周围设施的危害影响最大。     

机械加工伴生粉尘爆炸危险性分析

为客观认识打磨、抛光、切削等不同机加过程中粉尘爆炸危险性,开发一种既使用哈特曼管也使用20 L球形爆炸测试装置改进的粉尘爆炸筛分测试方法。用此法对常见机加过程产生的85种铝及铝合金粉尘样品展开测试。分析不同加工方法对粉尘爆炸性的影响,使用X射线荧光法(XRF)分析粉尘在不同铝和铁含量下的爆炸性差异。利用热重分析-差示扫描量热法(TG-DSC)研究铝粉尘氧化程度和粉尘爆炸性的关系。研究表明:用所改进的方法,可将粉尘分为易爆、可爆、未爆等3类;抛光、打磨等机加过程粉尘爆炸危险性较高;各工业粉尘样品中易爆粉尘大多有40%以上铝含量或70%以上铁含量,可爆粉尘大多有40%以上铁含量;铝粉尘的爆炸危险与其氧化程度负相关,当单质含量小于5. 0%时铝粉尘已不再具有爆炸危险性。     

泄爆面积对柱形容器泄爆过程压力影响

为了研究泄爆面积对柱形压力容器泄爆过程中压力变化的影响,采用经典流体力学软件FLU ENT在泄爆口直径分别为50、80、100mm情况下对容器内甲烷和空气混合气体泄爆过程进行了数值模拟,研究了不同情况下容器内压力发展变化规律以及爆炸流场参数分布。结果表明当泄爆压力为0.04MPa,泄爆口直径50mm时,泄爆口开启后压力容器内压力呈现继续上升趋势;泄爆口直径为80、100mm时,泄爆口开启后压力均立即下降,采用直径100mm泄爆口时压力下降速率更快,容器内压力降至环境压力所需时间更短。     

大长径比管道汽油-空气混合气爆炸与抑制实验研究*

为探究狭长受限空间中油气爆炸失控时的发展状态,探索高效环保的油气爆炸抑制方法,利用长径比155的管道开展92号汽油-空气混合气爆炸发展规律和七氟丙烷主动抑爆技术研究。通过测量不同端部开口条件下油气爆炸超压、火焰传播速度、火焰强度等参数,对比研究空爆和抑爆工况下的油气爆炸变化规律,探讨长直管道中的油气爆炸特性,分析七氟丙烷抑爆效果。结果表明:大长径比管道中,端部开口泄爆对降低油气爆炸破坏能力的作用较小,开口与否对最大超压峰值的出现位置有影响;长直管道空爆时,油气爆炸由爆燃发展成爆轰,管道尾部的爆轰波速可达近2 000 m/s;密闭管道中,爆轰发生前火焰传播呈“已燃区-火焰锋面-待燃区-前驱激波-未燃区”的2波3区结构;主动抑爆方式下七氟丙烷抑爆效果良好,最大超压峰值降低幅度可达90%,火焰传播被及时阻断。     

不同工况下泄爆门快速封闭泄爆特性试验研究

为研究泄爆门对瓦斯爆炸特征参数的影响,并验证其泄爆效果和快速封闭性能,自制大尺寸瓦斯爆炸管道试验系统,在瓦斯体积分数为5.5%、7.5%、9.5%和11.5%的工况下进行爆炸试验,通过数据采集系统收集瓦斯爆炸特性参数,分析其变化特征和泄爆效果。结果表明:4种工况下,爆炸压力波压力峰值分别衰减了42.25%、50.54%、53.27%和52.88%;随着瓦斯体积分数的增大,爆炸压力峰值以二次函数关系衰减,平均封闭火区14 h,说明泄爆门具有显著泄爆特性和快速封闭火区的作用;温度变化特征基本一致,无论瓦斯体积分数如何变化,泄爆门对瓦斯爆炸火焰没有抑制作用; 4种工况下火焰传播速度最大平均值分别为103.56、105.73、136.67和138.34 m/s。     

不同接触条件下爆源爆炸对钢板破坏影响的试验研究北大核心CSCD

为明确钢板在爆炸冲击载荷作用下的响应结果,开展了爆源与钢板在不同接触条件下的爆炸试验,探究了钢板与爆源直接接触及其与爆源间隔多孔介质接触时,不同药量爆源爆炸对钢板的影响,主要分析了钢板与爆源接触面和背面的破坏形态,并对爆源爆炸作用下钢板的破坏过程进行了推测,最后对破坏部位样品进行了扫描电镜检测和金相检测分析。结果表明:爆源与钢板直接接触爆炸时,钢板接触面会形成与爆源接触部分形状相同的圆形凹坑,背面会形成圆形的层裂断面,后续冲击波使钢板破坏处穿孔;爆源与钢板间隔多孔介质爆炸时,钢板接触面出现轻微凹陷,背部形成层裂断面;爆源爆炸使钢板发生断裂的方式为准解理断裂,钢板的金相组织在爆炸过程中受到的影响非常微小。     

大直径瓦斯管道泄爆门泄爆特性试验研究

为研究泄爆门对瓦斯爆炸特性参数的影响,自制大直径瓦斯管道爆炸试验系统,在有无泄爆门2种工况下进行瓦斯爆炸试验;通过高速数据采集模块及工控机采集瓦斯爆炸特性参数,分析其变化特征和泄爆效果。结果表明:瓦斯质量分数为9. 5%时泄爆门工况下的最大压力是空管工况的1. 65倍,压力达到稳定状态的时间有所缩减;爆炸冲击波从测点1传播到测点3时,泄爆门工况下爆炸压力衰减率为62. 5%,空管工况仅为14. 3%,泄爆门显著衰减了爆炸压力;火焰温度的衰减与泄爆门无关; 2种工况下火焰传播速度的最大平均值分别为136. 67和113. 56 m/s。