混合气体爆炸极限和爆炸压力影响因素研究进展

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作者 栾婷婷 黄俊 +2 位作者 杨国梁 任常兴 吕鹏飞 《中国安全科学学报》 北大核心 2025年第6期79-87,共9页

随着掺氢天然气的发展,混合气体爆炸事故逐渐引起重视,为减少混合气体爆炸事故带来的损失和影响,通过文献综述的方法,整合国内外研究成果,综合梳理试验数据与数值模拟分析结果,探讨初始温度、初始压力、气体成分、试验容器及点火条件等... 随着掺氢天然气的发展,混合气体爆炸事故逐渐引起重视,为减少混合气体爆炸事故带来的损失和影响,通过文献综述的方法,整合国内外研究成果,综合梳理试验数据与数值模拟分析结果,探讨初始温度、初始压力、气体成分、试验容器及点火条件等因素对混合气体爆炸极限和爆炸压力影响的国内外研究进展。结果表明:初始温度和初始压力对混合气体爆炸极限有较明显的影响,且二者耦合作用下的影响更大;混合气体爆炸上限和爆炸下限对影响因素的敏感性不同,相对来说,爆炸上限受到的影响更大;混合气体爆炸压力的最大值一般出现在略高于理论当量浓度时,且受到的影响因素复杂多样,其中,受混合气体成分的影响较大,氢气、乙烯等可燃气体的加入会提高甲烷等主要气体的爆炸压力;数值模拟技术可为混合气体爆炸极限和爆炸压力的研究提供很好的重要补充和验证。 展开更多

关键词 混合气体 爆炸极限 爆炸下限 爆炸上限 爆炸压力 数值模拟

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一元醇非常温爆炸极限的测定 被引量：5

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作者 黄超 杨绪杰 +1 位作者 陆路德 汪信 《天然气化工—C1化学与化工》 CAS CSCD 北大核心 2002年第5期51-54,共4页

爆炸极限是重要的物性参数。常温下爆炸极限数据已很充足 ,非常温下爆炸极限数据却很罕见。本文用约2 0L的爆炸容器 ,在 2 5～ 2 10℃范围内测定了甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、正戊醇及醇水体系的LEL值和UEL值。并用回归分析的方法得... 爆炸极限是重要的物性参数。常温下爆炸极限数据已很充足 ,非常温下爆炸极限数据却很罕见。本文用约2 0L的爆炸容器 ,在 2 5～ 2 10℃范围内测定了甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、正戊醇及醇水体系的LEL值和UEL值。并用回归分析的方法得出各种体系爆炸极限随温度变化的规律。用本法在常温下所测数据与文献值相同。 展开更多

关键词 一元醇 非常湿爆炸极限 测定 爆炸上限 爆炸下限

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爆炸焊接最小作用量原理分析 被引量：8

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作者 史长根 赵林升 +1 位作者 侯鸿宝 汪育 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期88-90,117,共4页

最小作用量原理是自然界的一条基本法则,也是物理学的最后规律.通过爆炸焊接的理论分析、界面测试和生产实践发现,爆炸焊接过程也遵循物理学"最小作用量原理",即以最小的装药量获得最佳的焊接界面.在复板和基板发生非弹性碰... 最小作用量原理是自然界的一条基本法则,也是物理学的最后规律.通过爆炸焊接的理论分析、界面测试和生产实践发现,爆炸焊接过程也遵循物理学"最小作用量原理",即以最小的装药量获得最佳的焊接界面.在复板和基板发生非弹性碰撞直至结合这一力学过程中,其"作用量"可认为是"复板和基板的结合能量".为了使界面结合能量为最小,在选取爆炸焊接工艺参数时,需遵循"装药厚度下限法则"和"基复板间隙上限法则"等原则,并优选"最低临界爆炸速度炸药",即可实现爆炸焊接过程"最小作用量原理",从而使爆炸焊接界面状态达到最佳. 展开更多

关键词 爆炸焊接 结合界面 上限 下限

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非晶涂层薄带爆炸焊接上限分析

4

作者 孙宇新 付艳恕 +2 位作者 李强 王金相 张晓立 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期41-44,共4页

将薄带爆炸焊接温度场简化为一维物体非稳态热传导情形,给出温度随时间变化的分布解,并引入温升热软化模型,根据拉伸波到达界面时的温度值确定焊接界面上的结合强度,再综合考虑非晶材料的晶化限及涂层与基体界面的结合强度,给出控制非... 将薄带爆炸焊接温度场简化为一维物体非稳态热传导情形,给出温度随时间变化的分布解,并引入温升热软化模型,根据拉伸波到达界面时的温度值确定焊接界面上的结合强度,再综合考虑非晶材料的晶化限及涂层与基体界面的结合强度,给出控制非晶薄带涂层爆炸焊接上限的三个重要因素。最后分析了铁基非晶涂铜薄带的爆炸焊接上限,将损伤力学的理念引入试验装置的设计中,通过LS-DYNA模拟得到拉伸波强度与层间碰撞速度的关系,再由以上三个因素分别计算得到焊接上限,并取最小值以确保共同满足。 展开更多

关键词 爆炸焊接上限 拉伸波 热软化 界面强度

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爆炸焊接中覆板碰撞速度的确定

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作者 郭子如 张仲一 +5 位作者 周佐玉 魏善太 何志伟 刘锋 刘伟 李洪伟 《工程爆破》 CSCD 2020年第4期35-41,共7页

为了给爆炸焊接中覆板碰撞速度提供更多的理论计算方法,按照一定的物理模型自行推导了另外两种覆板碰撞速度的计算公式,讨论了覆板碰撞速度的影响因素,并对若干实际爆炸焊接场景的碰撞速度进行了计算与比较,这些实际场景的焊接质量良好... 为了给爆炸焊接中覆板碰撞速度提供更多的理论计算方法,按照一定的物理模型自行推导了另外两种覆板碰撞速度的计算公式,讨论了覆板碰撞速度的影响因素,并对若干实际爆炸焊接场景的碰撞速度进行了计算与比较,这些实际场景的焊接质量良好。结果表明,计算结果处于焊接窗口参数之中,而且这些设计和计算对爆炸焊接实践具有一定指导作用。 展开更多

关键词 爆炸焊接 碰撞速度 速度上下限 覆板 影响因素

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爆炸焊接两板间距上限法则分析与试验 被引量：5

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作者 史长根 杨旋 +1 位作者 侯鸿宝 史和生 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期1-4,共4页

为了研究两板间距参数与装药厚度之间的关系及其对爆炸焊接界面质量的影响规律,通过分析复板在基复板间距内运动规律,建立与间距相关的复板运动模型,进而确立了复板运动速度与间距之间的变化规律,提出爆炸焊接两板间距参数应遵循上限法... 为了研究两板间距参数与装药厚度之间的关系及其对爆炸焊接界面质量的影响规律,通过分析复板在基复板间距内运动规律,建立与间距相关的复板运动模型,进而确立了复板运动速度与间距之间的变化规律,提出爆炸焊接两板间距参数应遵循上限法则.根据该间距上限法则,对304/Q235B进行了四组爆炸焊接间距试验以及相应的微观界面测试.结果表明,上限间距参数不仅能获得良好的焊接界面,而且由于能充分利用炸药的能量而使得所用的装药厚度降到最低. 展开更多

关键词 爆炸焊接 上限法则 间距 复板

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高温高压下C_(3)H_(8)/C_(2)H_(4)在空气中的爆炸上限

7

作者 陈昇 宁也 +4 位作者 何萌 祁畅 王亚磊 闫兴清 喻健良 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期187-196,共10页

为了防控高温高压工艺流程中可燃混合气体潜在的爆炸风险,利用自行搭建的20 L球形爆炸特性实验装置,测试了初始温度20~200℃、初始压力0.1~1.5 MPa下C_(3)H_(8)/C_(2)H_(4)混合气体在空气中的爆炸上限,分析了温度、压力和C_(2)H_(4)体... 为了防控高温高压工艺流程中可燃混合气体潜在的爆炸风险,利用自行搭建的20 L球形爆炸特性实验装置,测试了初始温度20~200℃、初始压力0.1~1.5 MPa下C_(3)H_(8)/C_(2)H_(4)混合气体在空气中的爆炸上限,分析了温度、压力和C_(2)H_(4)体积分数对混合气体爆炸上限的影响。结果表明,随着温度和压力的升高,C_(3)H_(8)/C_(2)H_(4)混合气体爆炸上限升高。当初始压力高于0.3 MPa时,随着C_(2)H_(4)体积分数的增加,爆炸上限的上升速率明显降低。随着C_(2)H_(4)体积分数的增加,高温和高压下爆炸上限的提升幅度和速率比常温常压下更高。温度和压力的协同作用对爆炸上限的影响远大于二者单独作用的影响之和,即高温和高压协同作用下,C_(3)H_(8)/C_(2)H_(4)混合气体具有更高的爆炸风险,且随着C_(2)H_(4)体积分数的增加,爆炸风险会进一步提升。分别拟合得到了爆炸上限与温度参数、爆炸上限与压力参数以及爆炸上限与温度和压力双参数下的函数关系。 展开更多

关键词 高温 高压 爆炸上限 C_(3)H_(8)/C_(2)H_(4)混合气体

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细水雾粒度对瓦斯抑爆效果的影响研究 被引量：2

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作者 薛少谦 黄子超 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2015年第5期644-649,共6页

细水雾作为抑爆介质具有高效、环保等优点,受到越来越多的重视。以透明管道为基础搭建了细水雾抑制瓦斯爆炸的实验平台,通过改变喷嘴个数、喷雾压力研究了不同细水雾流量、粒度对瓦斯爆炸上限的影响。根据实验物理模型,进行了细水雾与... 细水雾作为抑爆介质具有高效、环保等优点,受到越来越多的重视。以透明管道为基础搭建了细水雾抑制瓦斯爆炸的实验平台,通过改变喷嘴个数、喷雾压力研究了不同细水雾流量、粒度对瓦斯爆炸上限的影响。根据实验物理模型,进行了细水雾与瓦斯燃烧爆炸相互作用过程的数值模拟。结果表明:随着细水雾粒度变小,瓦斯爆炸上限降低,水雾粒度与爆炸上限呈一阶增加指数关系;细水雾粒度相对水雾流量在抑制瓦斯爆炸过程中起主导作用,190μm左右的细水雾粒度具有更好的抑爆效果。研究得出的规律性结论可以为细水雾抑爆技术及装备的研究提供理论基础。 展开更多

关键词 细水雾粒度 喷雾压力 爆炸上限 抑爆效果 数值模拟

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间距对铝/铜爆炸焊接影响的数值模拟研究

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作者 缪广红 魏正梅 +3 位作者 董继蕾 吴伟达 孙伟波 周大鹏 《兵器装备工程学报》 2025年第8期215-225,共11页

为研究不同间距对5083铝和铜的爆炸焊接影响,以5083铝作为复板、铜作为基板,采用ALE和SPH-FEMG 2种耦合算法,分别在1.5、2.0、2.5 mm这3种不同间距下对两板的爆炸复合进行三维数值模拟,分析了不同间距下的位移、速度、塑性变形和碰撞角... 为研究不同间距对5083铝和铜的爆炸焊接影响,以5083铝作为复板、铜作为基板,采用ALE和SPH-FEMG 2种耦合算法,分别在1.5、2.0、2.5 mm这3种不同间距下对两板的爆炸复合进行三维数值模拟,分析了不同间距下的位移、速度、塑性变形和碰撞角,并比较2种算法输出的模拟结果。研究结果表明:2种算法下的碰撞角、速度均落在爆炸焊接窗口内,3种间距下的基复板均能焊接成功,焊接界面的碰撞角、速度和塑性变形均随着间距增大而增大,与试验结论一致;ALE和SPH-FEM 2种算法计算精度均较高,有各自独特的优势,ALE法无需对炸药粒子进行划分,使用更简洁,SPH-FEM法更能直观模拟炸药粒子的飞散形态,二者为爆炸焊接模拟提供了有效方法;根据基复板上限间距法则增加对照组试验,与原来的试验相比,炸药量减少了36%,比间距为1.5 mm的焊接质量更好,采用上限间距、下限装药的方法可保质量、降成本,更节能环保。 展开更多

关键词 爆炸焊接 5083铝/铜 ALE耦合算法 SPH-FEM耦合算法 上限间距

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间距对纯钛/双相不锈钢爆炸焊接影响的数值模拟

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作者 缪广红 魏正梅 +3 位作者 董继蕾 吴伟达 孙伟波 周大鹏 《工程爆破》 2025年第4期119-128,共10页

为研究不同间距对纯钛(JIS TP 270C)和双相不锈钢(SUS 821L1)的爆炸焊接影响,采用ALE和SPH-FEM 2种耦合算法,在炸药厚度为48 mm,间距分别为5、15 mm的条件下,对两板的爆炸复合进行三维数值模拟,分析比较了2种算法在不同间距下的碰撞角... 为研究不同间距对纯钛(JIS TP 270C)和双相不锈钢(SUS 821L1)的爆炸焊接影响,采用ALE和SPH-FEM 2种耦合算法,在炸药厚度为48 mm,间距分别为5、15 mm的条件下,对两板的爆炸复合进行三维数值模拟,分析比较了2种算法在不同间距下的碰撞角、位移、速度、碰撞压力和波形,结果表明:2种算法的模拟结果均与试验结果较吻合,模拟的界面波形与试验得到的金相组织形貌结果较吻合,焊接界面相关参数均随间距的增大而增大;根据基、复板上限间距法则增加的对照组试验,间距为10 mm,炸药厚度为32 mm,比原试验炸药量减少了1/3,得到的焊接质量相同,采用上限间距、下限装药既能保证焊接质量,又能降低成本,更节能、环保;ALE法无需单独划分炸药粒子,使用更简便;SPH-FEM法模拟和观察炸药粒子的飞散形态更直观,2种方法各有特点且计算精度均较高,均可以准确地模拟纯钛和双相不锈钢的爆炸焊接。 展开更多

关键词 爆炸焊接 ALE耦合算法 SPH-FEM耦合算法 纯钛/双相不锈钢 上限间距

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高温高压下CH_(4)/C_(2)H_(6)及C_(2)H_(6)/H_(2)O在纯氧中的爆炸上限

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作者 吴传栋 曹栋 +2 位作者 祁畅 闫兴清 喻健良 《爆炸与冲击》 2025年第8期1-8,共8页

采用自主搭建的5L可燃气体爆炸特性实验平台,测量了初始温度为200~270℃、初始压力为0.4~0.6MPa的条件下,不同甲烷掺混比及水蒸气浓度的CH_(4)/C_(2)H_(6)、C_(2)H_(6)/H_(2)O在纯氧中的爆炸上限,揭示了初始压力、初始温度、甲烷掺混比... 采用自主搭建的5L可燃气体爆炸特性实验平台,测量了初始温度为200~270℃、初始压力为0.4~0.6MPa的条件下,不同甲烷掺混比及水蒸气浓度的CH_(4)/C_(2)H_(6)、C_(2)H_(6)/H_(2)O在纯氧中的爆炸上限,揭示了初始压力、初始温度、甲烷掺混比和水蒸气浓度对乙烷爆炸上限的影响。结果表明,初始温度为200℃、初始压力为0.4~0.6MPa时,甲烷掺混比(0~0.5)对CH_(4)/C_(2)H_(6)混合气爆炸上限的影响很小;随着初始压力的提高,CH_(4)/C_(2)H_(6)混合气的爆炸上限均提高,且提高幅度逐渐降低;随着水蒸气浓度的提高(0~40%),C_(2)H_(6)/H_(2)O混合气的爆炸上限大致呈线性降低;随着初始压力的提高,C_(2)H_(6)/H_(2)O混合气的爆炸上限均提高。初始压力为0.5 MPa时,初始温度由200℃升至270℃,纯乙烷和C_(2)H_(6)/H_(2)O混合气(水蒸气浓度为40%)的爆炸上限均随温度的升高而升高,且纯乙烷爆炸上限的增幅呈上升趋势。 展开更多

关键词 高温 高压 CH_(4)/C_(2)H_(6)混合气 C_(2)H_(6)/H_(2)O混合气 爆炸上限

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