Large eddy simulation and experimental study of the effect of wire mesh on flame behaviours of methane/air explosions in a semi-confined pipe

Preventing the propagation of flames in a pipeline is an effective measure for avoiding gas explosion accidents and reducing losses. To evaluate the effect of wire mesh, acting as a porous media, experimental and simulation studies are conducted to determine the influence of the wire mesh on the dynamics of premixed methane/air flame propagation in a semi-closed pipe. Four different kinds of wire mesh with different numbers of layers are chosen in the experiments and simulation, and the mechanism of wire mesh quenching of the flame is investigated. The experimental and simulation results are consistent. Flames are quenched when 4 layers of 40-mesh or 3 layers of 60-mesh wire mesh are used; however, once the flame propagates through the wire mesh, the risk of methane combustion may increase. The wire mesh becomes the key factor causing flame folds and acceleration, and the greater the number of layers or the larger the mesh size is, the more obvious the folds after the flame passes through the wire mesh. Moreover, the combination of heat absorption and disruption of the continuous flame surface by the mesh causes flame quenching. Wire mesh can effectively attenuate the flame temperature during premixed flame propagation in a pipe, and the attenuated maximum rate reaches approximately 79% in the case of adding 3 layers of 60-mesh wire mesh.     

开放源对环境空气质量影响的评估技术与实例

开放源排放的颗粒物已经成为城市环境大气颗粒物的主要来源之一,介绍了其对环境空气质量影响的评估技术,采用开放源的动力学经验公式测算S市粉煤灰场、原煤堆场、土堆、沙石料堆4类开放源不同粒径颗粒物的起动风速及扩散距离,并利用箱模型(A值)和源解析(化学质量平衡法,CMB)模型测算开放源的区域年均起尘量及其对环境空气中颗粒物的贡献值.结果表明:开放源排放的颗粒物易升腾而且影响面积很大;S市区开放源类排放的小于100 μm的颗粒物约22.2×104 t/a,小于10 μm的颗粒物约15.8×104 t/a;开放源对环境空气中TSP的贡献值约370 μg/m3,质量浓度分担率达60%,对PM₁₀的贡献值约263 μg/m3,分担率达64%.      

南京河西地区岩土体剪切波速与土层深度的关系

南京河西地区是南京市重点开发的新市区,该区域工程地质条件相似,主要为长江高河漫滩地质地貌单元。本文选取该地区47个典型钻孔的岩土体剪切波速资料,采用三种数学模型进行统计回归分析,运用相关系数R(或测定系数R2)检验Vs—H之间的线性相关关系,并根据计算的SD值选择较优的数学模型。统计结果表明,该地区各类岩土体的Vs—H线性相关关系显著,说明采用上述数学模型进行Vs—H回归是可行的。对两个工程场地进行剪切波速预测,并对场地类别作出划分,检验结果表明,该地区各类岩土体的Vs—H经验关系是可靠的,符合当地岩土特征,在样本深度范围内有足够的工程应用精度,可以应用。     

基于回归分析的火灾发生气象因子的研究

利用二元回归分析法,对火灾发生次数、空气湿度、风速进行回归分析并检验,得出了火灾发生次数、空气湿度、风速三者之间的显著线性关系。     

Biological control experiment of excess propagation of Cyclops for drinking water security

Cyclops of zooplankton propagated excessively in eutrophic water body and could not be effectively inactivated by the conventional disinfections process like chlorination due to its stronger resistance to oxidation. In this study, an ecological project was put forward for the excess propagation control of Cyclops by stocking the filter-feeding fishes such as silver carp and bighead carp under the condition of no extraneous nutrient feeding. The results of experiments with different stocking biomass showed that the propagation of Cyclops could be controlled effectively, and the water quality was improved simultaneously by impacting on nutriment level and plankton community structure at proper stocking density of 30 g/m^3 of water. The growth of Cyclops may not be effectually controlled with lower biomass of fish （10 g）, and the natural food chain relation may be destroyed for Cyclops dying out in water while the intense stocking of 120 g per cubic meter of water. In addition, the high predator pressure may accelerate supplemental rate of nutrients from bottom sediments to water body to add the content of total nitrogen and phosphorus in water.     

西昌高原鳅人工繁殖技术研究

对西昌高原鳅(Triplophysa xichangensis)人工繁殖中的催产药物及其剂量、受精方式、孵化方法和仔鱼水花培育方法等一系列关键技术进行了详细研究。结果表明,对性腺发育至Ⅳ+~Ⅳ++期的雌鱼分二次注射LRH-A2 0.1μg/g(鱼体重)和HCG 20 IU/g(鱼体重),雄鱼剂量减半,注射量0.1 mL,能很好地促进雌雄鱼发情并产卵排精,在水温19±0.5℃时的效应时间为30.5~31 h;在一个特制的塑料盆中完成了亲鱼培育、打针催产、发情、自然产卵受精、孵化以及仔鱼培育等全部人工繁殖过程,受精率、孵化率和仔鱼水花培育20 d的成活率平均分别为97.2%、85%和85%。本研究成果可应用于西昌高原鳅规模化繁育,对长江上游鱼类生物多样性保护有着积极意义。     

大型相连容器中火焰传播的研究

为了进一步了解相连装置中粉尘爆炸的火焰传播行为和压力发展,为该结构的安全防护设计提供有价值的信息,采用大型实验装置对相连容器中玉米淀粉/空气混合物爆炸时的火焰传播行为进行了实验研究,同时采用已开发的数值模型对实验进行仿真计算。实验表明:粉尘浓度的变化对粉尘爆炸的火焰传播行为有重要影响;在粉尘浓度很低的情况下,火焰仍然能够在管道中加速传播且爆炸发展的最终结果相当猛烈。数值模型采用欧拉-拉格朗日方法模拟两相流现象,通过求解非稳态的湍流两相反应流守恒方程对实验进行二维仿真,计算结果与实验结果符合性较好,表明该模型可以很好地应用于粉尘爆炸火焰传播的研究。     

外力作用下管道内表面缺陷处裂纹扩展研究

为提高油气管道安全风险评估的准确性,以含内表面缺陷管道为研究对象,利用ABAQUS软件线弹性及弹塑性分析不同尺寸缺陷对裂纹萌生特征的影响;采用扩展有限元法,建立管道3点弯曲模型与全尺寸静载物理试验,并非线性拟合裂纹扩展尺寸,研究内表面缺陷处裂纹扩展情况.研究结果表明:内表面缺陷中心处极易萌生裂纹,随着缺陷尺寸的增大,裂...     

水平管内不同煤质煤尘爆炸火焰传播特性实验研究

为研究水平管道空间不同煤质煤尘爆炸火焰传播特性,选取褐煤、长焰煤、不粘煤、气煤4种煤尘,对爆炸火焰焰峰特性、火焰加速传播特性、火焰传播距离与持续时间展开研究。研究结果表明:褐煤在500 ms内焰峰的形状由尖锐向平滑再向钝化不断演变,长焰煤与不粘煤在375 ms时焰峰前端出现明显焰体分离现象,分析认为这与管体冷壁效应、空间尺度效应及空间氧气消耗直接相关;气煤在375 ms时焰峰出现大面积火焰碎纹,说明气煤爆炸火焰猛烈传播的持续时间相对较短,整体爆炸强度相对较弱;褐煤与长焰煤爆炸火焰存在2次间断性加速,分析认为这与管体空间受限、常温管壁散热、局部助燃氧气瞬间不足等因素有关;褐煤在爆炸后400～600 ms内火焰2次加速完全,火焰传播距离达740 mm,明显大于长焰煤、不粘煤与气煤,说明低变质褐煤爆炸火焰持续时间更长,火焰传播距离更远且传播更剧烈;虽然气煤火焰最远传播距离比长焰煤大30 mm,但由于气煤火焰在375 ms左右出现大片火焰碎纹,因此气煤整体的爆炸强度小于长焰煤。     

大尺度障碍物与泄爆面对天然气内爆炸的协同作用规律研究

为阐释民用建筑内部大尺度物品与门窗等泄爆面对天然气爆炸灾害的协同作用机制,基于典型厨房空间布局及内部物品特征,借助计算流体动力学技术研究了不同泄爆面开启压力和不同大尺度障碍物体积阻塞率条件下天然气内爆炸火焰速度、爆炸超压的分布规律。研究结果表明:大尺度障碍物与泄爆面对室内天然气爆炸过程具有显著的协同作用,共同促进火焰速度与爆炸超压的显著增长,并缩短峰值超压到达时间;大尺度障碍物的存在虽然显著降低了室内天然气的体积,但从增加房间内湍流源和相对长径比的角度进一步促进了泄爆效应;大尺度障碍物与泄爆面协同作用下,室内火焰速度呈现明显的阶段性特征,并在泄爆面附近发生波动。研究结论可为民用建筑物内气体爆炸事故调查分析和灾害评估提供科学依据。