受限空间瓦斯爆炸与氢气促进机理研究

为探索受限空间中瓦斯爆炸及氢气对爆炸过程的影响,采用GRI-Mech 3.0甲烷燃烧机理,建立受限空间中瓦斯爆炸的数学模型,应用CHEMKIN软件,对受限空间内瓦斯爆炸过程及氢气对反应物浓度、活化中心浓度、主要致灾性气体浓度的影响进行模拟分析。通过对反应机理的敏感性分析,找出影响瓦斯爆炸及爆炸后主要致灾性气体生成的关键反应步。结果表明:混合气中分别充入0.5%,2%,3.5%氢气时,爆炸时间分别提前0.005 7,0.010 5,0.011 1 s;爆炸后压力分别提高2.53,4.05,7.60 kPa;爆炸后温度分别提高20,60,100 K。由此可见,随着混合气中氢气含量的增加,瓦斯引爆时间越来越短,其爆炸强度也随之增大,且氢气在一定程度上对有害气体CO,CO2,NO,NO2的生成有很大影响。     

基于响应面法的木粉尘最大爆炸压力试验研究——以桑木粉尘为例

为研究粉尘质量浓度、粒径和点火延迟时间对木粉尘最大爆炸压力影响,以桑木粉尘为对象,利用1.2 L的Hartmann管进行试验。研究结果表明:最大爆炸压力随着粉尘质量浓度的增加先增大后减小,随着粉尘粒径的增大而减小,随着点火延迟时间的增大而增大。在单因素试验基础上,运用Design-Expert软件对Box-Behnken所设计的响应面试验方案分析,得到影响粉尘最大爆炸压力大小顺序为:点火延迟时间>质量浓度>粒径,同时Design-Expert软件预测出最危险爆炸强度的试验条件为:质量浓度840.24 g/m3,粒径260目,点火延迟时间12 s,最大爆炸压力为0.511 775 MPa,经检验,拟合性较好,为防爆设备本质安全强度设计提供了一定的参考价值。     

巷道截面积突变情况下瓦斯爆炸冲击波传播规律的研究

瓦斯爆炸冲击波传播规律是研究冲击波的破坏和伤害机理的前提及依据,笔者利用流体动力学、爆炸动力学理论对巷道截面积突变情况下瓦斯爆炸冲击波传播规律进行理论分析,建立巷道截面积突变情况下冲击波传播的数学模型,得到了冲击波波阵面压力和其他空气动力学参数的表达式,从而得到冲击波波阵面压力过巷道截面积突变面时的变化规律。研究成果丰富了瓦斯爆炸冲击波传播规律理论,对井下瓦斯爆炸安全评价以及制定防灾减灾措施提供了理论基础。     

电捕焦油器的故障树分析

建立了以电捕焦油器火灾爆炸为顶上事件的故障树,分析了引发该事件的主要原因,并提出了相应的防范措施和改进措施。     

泡沫金属对甲烷/空气爆燃火焰的淬熄实验研究

为研究多孔材料对甲烷/空气预混气体爆燃火焰的抑制淬熄效果,运用一套自主设计的管道爆炸抑制系统进行实验研究。在实验中运用高速摄像机记录爆燃火焰在穿过多孔材料板时的淬熄过程,采用20,40,60,80PPI (孔目数) 的4种多孔材料,研究不同孔目数的多孔材料对爆燃火焰传播的形态结构、火焰传播速度以及抑制淬熄等特性的影响。结果表明:多孔材料的孔目数对爆燃火焰传播的早期阶段影响较小,爆燃火焰都经历了半球形火焰和指形火焰阶段;当火焰传播到多孔材料板时,孔目数越大对火焰的降速作用越强,80PPI工况下爆燃火焰不能穿过多孔材料板,即发生淬熄。实验结果揭示了多孔材料对火焰的淬熄作用与微孔通道和火焰的相互作用有关。     

渣油加氢脱硫装置蒸气云爆炸后果研究

简要分析了渣油加氢脱硫装置火灾爆炸危险性,模拟了VRDS装置氢气泄漏后引发蒸气云爆炸的事故后果。通过分析计算蒸气云爆炸后对人员以及装置设备造成的伤害／破坏范围,指导设计人员以及操作人员制定必要的安全防范措施,将蒸气云爆炸的后果最小化。     

管道燃气火灾爆炸事故树分析

在调查与研究的基础上，采用安全系统工程的方法，对城市管道燃气火灾爆炸事故进行了事故树分析。文中给出的由201个基本原因事件和81个逻辑门所构成的管道燃气火灾爆炸事故树分析图，直观地表现了各可能导致顶上事件发生的初始因素及其逻辑关系，经对FT的求解，得出了243个最小径集，指明了预防事故发生的可能途径；在对采用各可能预防途径的可行性，经济性，可操作性进行充分的考虑与比较后，确定出了城市管道燃气火灾爆炸事故预防措施，并做出安全检查表，以供现场实施使用；最后提出了提高燃气安全运行水平的建议。     

基于FAHP-FCE模型的煤矿瓦斯爆炸危险性评价研究

为提高煤矿瓦斯爆炸危险性评价的准确性,针对现阶段瓦斯爆炸的模糊性、复杂性及多元性特征,将改进的模糊层次分析法运用于瓦斯爆炸危险性评价,引入9标度法、模糊一致判断矩阵确定各评价指标的综合权重;在改进的三类危险源理论的基础上,建立煤矿瓦斯爆炸危险性评价指标体系,并借助现场工作人员及专家对二级评价指标的评分,进行多层次模糊综合评价,构建了基于FAHP-FCE模型的瓦斯爆炸危险性评价方法,确立了基于该模型的瓦斯爆炸危险性等级量化标准。工程实例分析表明,该方法可有效地实现瓦斯爆炸危险性辨析和分级。     

Explosion behaviour of metallic nano powders

This paper describes experiences and results of experiments with several metallic dusts within the nanometer range. The nano dusts (aluminium, iron, zinc, titanium and copper) were tested in a modified experimental setup for the test apparatus 20 L-sphere (also known as 20-L Siwek Chamber), that enables the test samples to be kept under inert atmospheric conditions nearly until ignition. This setup was already introduced in earlier papers by the authors. It was designed to allow the determination of safety characteristics of nano powders under most critical circumstances (e.g. minimisation of the influence of oxidation before the test itself). Furthermore the influence of passivation on explosion behaviour is investigated and additional tests with deposited dust were carried out to describe the burning behaviour of all dusts. For a better characterisation all samples were tested with a simultaneous thermal analysis (STA). To minimise the influence of oxidation all samples were handled at inert conditions until shortly before ignition or start of the test respectively.     

加油站埋地汽油储罐爆炸定量分析

针对加油站的埋地汽油储罐爆炸进行了定量分析。简要叙述了加油站埋地储罐的埋地方式以及埋地深度等基本情况,运用岩土中的爆炸理论描述分析了埋地储罐爆炸的过程。在计算爆炸冲击波超压时,提出一个计算埋地汽油储罐爆炸冲击波超压的准则:对于埋地汽油储罐爆炸,应当结合汽油储罐的埋地深度以及储罐周围覆土的性质等因素来确定冲击波超压的计算方法。