Prediction of distance to maximum intensity of turbulence generated by grid plate obstacles in explosion-induced flows

The interaction of unburnt gas flow induced in an explosion with an obstacle results in the production of turbulence downstream of the obstacle and the acceleration of the flame when it reaches this turbulence. Currently, there are inadequate experimental measurements of these turbulent flows in gas explosions due to transient nature of explosion flows and the connected harsh conditions. Hence, majority of measurements of turbulent properties downstream of obstacles are done using steady-state flows rather than transient flows. Consequently, an empirical based correlation to predict distance to maximum intensity of turbulence downstream of an obstacle in an explosion-induced flow using the available steady state experiments was developed in this study. The correlation would serve as a prerequisite for determining an optimum spacing between obstacles thereby determining worst case gas explosions overpressure and flame speeds. Using a limited experimental work on systematic study of obstacle spacing, the correlation was validated against 13 different test conditions. A ratio of the optimum spacing from the experiment, x_exp to the predicted optimum spacing, x_pred for all the tests was between 2-4. This shows that a factor of three higher than the x_pred would be required to produce optimum obstacle spacing that will lead to maximum explosion severity. In planning the layout of new installations, it is appropriate to identify the relevant worst case obstacle separation in order to avoid it. In assessing the risk to existing installations and taking appropriate mitigation measures it is important to evaluate such risk on the basis of a clear understanding of the effects of separation distance and congestion. It is therefore suggested that the various new correlations obtained from this work be subjected to further rigorous validation from relevant experimental data prior to been applied as design tools.     

横向风作用下喷口间距对射流扩散火焰特征的影响研究*

为研究横向风作用下喷口间距对射流扩散火焰特征的影响,以双喷口火焰为研究对象,利用CCD摄像机拍摄火焰几何形态,研究横向风条件下喷口间距对火焰形态演化、火焰长度和火焰吹熄极限的影响。研究结果表明:喷口间距较小时,2束火焰因空气夹带竞争和压差作用,彼此相互倾斜融合,火焰融合概率随喷口间距增加而逐渐降低,火焰临界融合间距随横向风的增加先增大后减小;由于火焰的空气夹带和热反馈处于较高水平,2束火焰被少量拉伸,火焰长度先增加后减小;喷口间距较小时,火焰吹熄极限显著增加。     

群孔爆扩中的安全问题

探索提高深孔药壶爆破中群孔爆扩安全的技术途径，根据深孔药壳爆破中存在的主要安全隐患，结合技术分析和现场实践进行分析。从设计和施工两方面提出了群孔爆破扩最小爆扩安全间距的校核方法和施工技术措施。对减少壶腔坍塌，贯通及其他事故隐患，提高群孔药壳爆扩施工中的安全性具有重要意义。     

开放与受限条件下电缆燃烧特性模拟对比研究

为对比研究开放与受限条件下的电缆火灾燃烧行为,采用CFD数值模拟软件建立了全尺寸电缆燃烧模型,同时考虑了不同间距对电缆燃烧特性的影响,并将开放与受限条件下的计算结果进行对比,分析了两种条件下电缆火灾中各工况的温度、O₂浓度。结果表明：开放条件下的电缆燃烧主要属于燃料控制型,而受限条件下的电缆燃烧主要属于先燃料控制型,后通风控制型。在开放条件下,氧气充足,燃烧更为充分,形成的火焰高度及温度更高,更容易引燃上方可燃物体;而在受限条件下,电缆火焰受到顶板限制形成的顶棚射流,会加强火焰对电缆的热辐射作用,有助于电缆燃烧。但由于侧壁的存在,电缆燃烧过程中的空气卷吸受到了一定的限制,由于通风不足,受限空间内的O₂浓度逐渐下降,电缆燃烧受到抑制,甚至熄灭,而随着空气的补充,电缆将可能出现复燃现象。此外,两种条件下电缆间距对燃烧的影响均较为明显,当间距较小时,燃烧电缆之间的影响显著,燃烧更为剧烈,而随着电缆间距增大,燃烧电缆间的相互热辐射减弱,更接近于单根电缆的独立燃烧,其中开放条件下相对更为明显。     

基于微台阶法对连拱隧道稳定性的研究

为研究软弱围岩基于微台阶法连拱隧道合理的掌子面纵向间距、仰拱一次开挖长度和开挖进尺施工参数,确保隧道安全和高效施工,以云南省元蔓高速公路风口山隧道为研究对象,从力学机理上分析了施工参数对隧道稳定的影响,采用数值模拟方法,分析纵向间距对中隔墙水平位移和开挖面叠加效应的影响、仰拱一次开挖长度对拱腰水平位移和中隔墙受力的影响、开挖进尺对围岩变形特征和掌子面剪应力的影响,对连拱隧道微台阶法进行最优化设计。结果表明,掌子面纵向间距2D、仰拱一次开挖长度4 m、开挖进尺2m为宜,可为类似连拱隧道的施工提供指导。     

人群聚集拥挤度的量化表征方法

为有效识别人群聚集区域并量化拥挤人群聚集程度,构建全新的人群聚集拥挤度量化表征方法,归纳总结“人群拥挤度”定义,计算不同条件人群的个人间距并分析其分布特征,基于人群个人间距提出“个体聚集度”和人群“聚集拥挤度”计算方法,并对上海城隍庙豫园内九曲桥的一段入口区域进行实例分析。研究结果表明：人群规模和密度并不能完全真实反映群体拥挤程度,但通过人群个体间距概率分布和累积概率分布可以识别人群的局部聚集现象,基于个人间距的人群聚集度量化方法能够有效地衡量人群局部聚集程度和整体聚集情况,研究结果可为人群风险监测预警提供参考。     

喷头间距对城市隧道细水雾灭火的影响研究

为合理设置城市交通隧道细水雾自动灭火系统喷头间距,在实体隧道中进行了4种不同喷头间距的细水雾灭火实验,利用FDS软件模拟了8种喷头间距下细水雾对火灾温度、烟气密度的影响情况。研究结果表明:实验数据与模拟数据基本吻合;细水雾对隧道火灾抑制效果明显;喷头间距对火灾影响规律可划分为2个区域,对于Ⅰ区（间距<2.5 m）,单位体积细水雾质量是影响细水雾灭火的最主要因素,对于Ⅱ区（间距≥2.5 m）,细水雾灭火效果受单位体积细水雾质量、动量综合影响,并分别给出了温度、烟气密度与喷头间距的函数关系式;就宽6 m、高5 m的城市隧道而言,细水雾喷头间距宜设置为2.5 m。     

真空排污系统管网的铺设

污水在压差的作用下 ,向前运动一段时间后 ,回落到各提升段的低洼处 ,所引起的激励波继续向前传播 ,激发前方静止的污水再次运动起来。这样经多次提升 ,污水越过上坡进入收集罐。由于只考虑向下坡度小于 2 %的管线的摩擦损失及各提升段的静压头损失 ,因此 ,根据不同的系统运行水平 ,污水提升高度可达 4.5～ 6m ,输送距离可达4km。     

宽间距长芒刺静电除尘技术的应用

宽间距长芒刺静电除尘技术是国家“九五”科技攻关课题所取得的成果之一。由于采用宽间距、长芒刺放电极结构和极板涂敷特种防腐涂层 ,降低金属材料消耗的同时 ,降低了宽间距电除尘器电压工作范围 ,避免了使用超高压电源所致的绝缘难题 ,大大减少了静电除尘器的初期投资。笔者将该成果应用于某水泥厂生料磨系统 ,现场使用效果表明 ,该除尘技术不仅可有效改善作业环境 ,且工作电流、电压稳定 ,收尘效率高 ,设备阻力低 ,运转稳定可靠。     

钛合金和95~#钢的电偶腐蚀研究

目的研究3%(以质量分数计)NaCl溶液中钛合金与95#钢的面积比以及它们之间的偶对间距对95#钢的电偶腐蚀行为。方法测量不同阴阳极面积比和不同偶对间距的电偶电流密度、电偶电位曲以及钢的腐蚀速率。结果偶对间距从24 mm减少到12 mm,降低50%,而腐蚀速率约增加34~45倍。结论电偶腐蚀速率随阴阳极面积比的增大而升高,随着偶对间距的增大而降低。