管道内浓度梯度对甲烷/空气预混气体爆炸特性研究

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:harrietgu
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在石油化工领域,气体爆炸事故一直是制约着行业发展的重要因素之一,相较于其他事故,其具有发生频率高、伤亡危害严重的特点,因此受到了国内外研究人员广泛关注。目前,研究人员对均匀浓度场下气体爆炸开展了大量的研究,而非均匀浓度场下气体爆炸特性的研究起步较晚,因其更符合实际工业场所气体泄漏环境,近年来受到了国内外研究人员的青睐。基于此,本论文以在日常生活、工业生产中应用最为广泛的甲烷气体作为研究对象,对密闭管道内不同浓度分布状态的甲烷/空气预混气体爆炸特性开展了相关研究,旨在揭示不同浓度分布状态下甲烷/空气预混气体爆炸火焰结构演化、火焰传播速度、爆炸超压和温度的演化规律。通过数值模拟研究,建立了与实验室爆炸主管道尺寸一致的几何模型,对管道内甲烷/空气预混气体在不同浓度梯度与点火延迟时间下的浓度分布进行了表征,其次,通过在实验室爆炸主管道上壁面开设的两个取样口,对取样口处的甲烷浓度进行检测,与模拟结果相互验证,系统性的表征管道内的甲烷浓度分布,为开展爆炸实验提供依据。结果表明:实测甲烷浓度与相同位置处的模拟结果吻合性较好。在浓度梯度与重力的双重作用下,管道内甲烷浓度呈现倾斜分布状态。密闭管道内预混气体的扩散速度主要取决于浓度差的大小,扩散初期,气体扩散速度最大,随着点火延迟时间的增加,浓度差减小,气体扩散速度降低。从整体上看,随着点火延迟时间的增加,水平与垂直方向上,管道内甲烷混合均更加均匀;而浓度梯度的增加,延长了气体达到均匀的时间。基于甲烷浓度分布表征结果,开展了点火延迟时间、浓度梯度与点火位置对甲烷/空气预混气体爆炸火焰传播特性影响的研究。研究结果表明:点火延迟时间为0 min时,不同浓度梯度下,火焰均以“倾斜舌状”结构沿着管道上壁面向前传播,随着点火延迟时间的增加,火焰在传播过程中经历了不对称的“郁金香”结构、“多重郁金香”结构以及“郁金香”结构上裙部分逐渐向下挤压导致的“郁金香”火焰结构消失的过程,火焰最终发展成狭长倾斜“舌状”结构沿着管道上壁面向前传播。火焰以振荡加速减速的方式在管道内传播,点火延迟时间对火焰速度的影响较小,浓度梯度为1%和2%时,各点火延迟时间下,火焰速度变化较小,当浓度梯度增加至3%和4%时,点火延迟时间0 min时的火焰速度高于其他点火延迟时间下的火焰速度,其他点火延迟时间下火焰速度变化较小。管道内爆炸压力曲线经历了快速上升、转折、缓慢上升和快速下降四个阶段,随着点火延迟时间的增加,缓慢上升阶段近似水平,使压力曲线表现为“台阶”状分布,管道内超压持续时间增加。点火延迟时间的增加,温度延迟时间增加,温度峰值降低,说明了火焰传播速度的降低。随着浓度梯度的增加,甲烷平均浓度降低,火焰在管道内的整体传播速度降低,峰值超压降低,超压持续时间增加,温度延迟时间增加,温度峰值降低。点火位置4进行点火时,火焰以球型和指尖型火焰传播,而在其他点火位置处进行点火时,均能观察到“郁金香”火焰结构形成的不同过程。在点火位置2和3进行点火时,超压峰值与温度峰值均高于在点火位置1和4点火。
其他文献
目的 探究子宫肌瘤患者采用腹腔镜下子宫肌瘤剔除术治疗的临床疗效。方法 选取50例子宫肌瘤患者,根据治疗方法不同分为参照组(采用开腹手术治疗)与研究组(采用腹腔镜下子宫肌瘤剔除术治疗),每组25例。比较两组临床疗效。结果 相比参照组,研究组肛门排气时间、肠鸣音恢复时间、手术时间、住院时间均较短,术中出血量较少,差异有统计学意义(P<0.05)。研究组并发症发生率为8.00%,明显低于参照组的36.0
期刊
随着经济的全球化,各国之间的交流和沟通日益密切,和平与发展是当今世界的主题。21世纪以来,虽然战争等威胁公共安全的突发事件发生概率日渐降低,但非常规突发事件的发生频率却日益上升。在非常规突发事件发生之后,拥有充足的应急保障物资是保证应急管理发挥作用的关键。应急保障物资的采购与储备通常由政府负责,对于政府而言,通过合同形式储备应急保障物资不是以经济效益为目的,而是为了应对未来可能发生的自然灾害及突发
学位
近年来,随着科学技术与经济社会水平的不断提升,全球范围内的突发事件频繁发生,对人民生命财产安全和社会生活稳定都造成了极大的危害,如何在最短时间内及时合理的针对突发事件做出有效的应急决策是当代社会应急管理的重要需求,也是当前研究的热点之一。由于突发事件的复杂性、严重危害性和不确定性,应急决策问题通常是多个部门相互合作,多个角度综合考虑的多属性决策过程。证据理论能很好的表达不确定信息和融合不完备信息,
学位
当今社会,互联网络拓宽了人民群众诉求表达、权益保障及利益协调的渠道,成为民众的思想阵地和情绪感染场所。尤其在真实事件的感召下,民众的网络表达汇聚为声势浩大的网络舆情突发事件,既可能推动社会发展,也可能激化矛盾而影响和谐社会建设。因此,研究决策者在面对预测困难、信息模糊、动态演化及社会影响广泛的网络舆情突发事件时,如何在紧迫的时间内最大限度地规避后悔心理选择合适的方案并实施应急决策,从而化解网络舆情
学位
近年来,随着先进科学技术的不断发展和现代化,世界各地大多数国家的城市公共场所的建筑规模都在原始基础上不断膨胀扩大,同时,我国的建筑数量也呈现迅速增长的趋势。随着具有更大规模和更多功能的建筑物的增加以及人员流动性和人群密度的增加,一旦造成人身和财产损失,其后果将会变得越来越严重和难以估量。许多潜在风险仍然威胁着人类生命和财产安全,很多自然灾害或灾难性事件已证实了这一点。为了随时能够应对大型公共场所发
学位
在网络时代,网络舆情的传播不再是传统上的负面舆情信息的扩散,而是多种观点交叉,相互作用的结果。因此,研究网络舆情事件中的正负面信息传播,探究首页效应和网民异质性对舆情传播的影响,对第三方机构控制和干预舆情具有重大意义。目前大多数网络舆情传播的研究以传染病模型为基础,采用系统动力学仿真,而忽略了网络用户的行为自主性,与实际网络舆情传播存在一定差距。为了更准确地分析网络舆情的传播规律,本文首先从传染病
学位
粘贴结构受工艺、环境等因素的影响,可能会在粘贴界面产生脱粘、裂纹、杂质、疲劳损伤以及腐蚀等缺陷,影响结构的可靠性和安全性。红外锁相热成像无损检测技术具有快速检测、结果直观、检测面积大、图像信噪比高等优点,广泛应用于国防科技、工业、航天航空等行业。为发挥红外锁相热成像无损检测技术的优势,本文将红外锁相热成像检测技术应用于粘贴缺陷的检测,开展相关理论研究、仿真分析、实验研究等工作,为粘贴缺陷的定性定量
学位
近年来互联网的普及和网络舆情影响力的不断上升,网民群体也愈发重要,甚至成为了社会关注的重要焦点。网络情感作为网络舆情的重要主体,是舆情管控的重中之重。而网络情感是网络用户在特定时空下情感的集合,具有时间属性和空间属性。因此,探究重大突发公共卫生事件中网民情感的时空演变规律,对舆情的管控有十分重要的指导意义。为有效引导和管控重大突发公共卫生事件的网络舆情,本文考虑网络情感的地理区域分布性和空间相关性
学位
复杂产品系统(CoPS)关系国计民生,对整个国民经济有着举足轻重的作用,其创新成功能使内嵌在其中的各种模块技术应用到其他领域,引起整个产业链的技术升级,推动其他产业发展,带来国家竞争力的提升。然而与庞大的制造能力相比,现阶段中国复杂产品系统的风险预防控能力仍然比较弱,随着人工智能时代的到来,系统的不断升级也相应功伴随着复杂程度的不断提升,故不可预见的复杂产品系统引发的安全事故也频繁的出现在人们的视
学位
近年来我国经济蓬勃发展,国家城市化现代化水平不断提高,但与之相随的各类安全事故依旧需要我们的重视与解决。一直以来,火灾事故作为会对公共安全与社会发展造成最频繁、最普遍威胁的灾害之一,受到多方重视。而随着城市人口激增,各类社区不断涌现;且由于社区内建筑物功能多样,潜在火灾危险源种类复杂,社区居民住宅火灾已成为火灾事故中最常见,导致生命财产损失最严重的火灾类型。因此对社区火灾风险进行科学合理的评价,为
学位