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点火条件对瓦斯-煤尘混合爆炸特性影响的数值模拟研究
1
作者
高建良
梅京兰
+2 位作者
方迎香
张恒
程东阳
《安全与环境学报》
北大核心
2025年第7期2545-2552,共8页
利用Ansys Fluent数值模拟软件,对矿井瓦斯-煤尘混合爆炸传播过程进行模拟,分析了点火温度(1 600 K、2 200 K、5 000 K)、点火球半径(0.1 m、0.4 m、1 m)对瓦斯-煤尘混合爆炸特性(冲击波超压峰值、火焰阵面最高温度、气流速度)的影响,...
利用Ansys Fluent数值模拟软件,对矿井瓦斯-煤尘混合爆炸传播过程进行模拟,分析了点火温度(1 600 K、2 200 K、5 000 K)、点火球半径(0.1 m、0.4 m、1 m)对瓦斯-煤尘混合爆炸特性(冲击波超压峰值、火焰阵面最高温度、气流速度)的影响,结果表明:随着点火温度增加,冲击波超压峰值增加,火焰阵面温度上升,冲击气流速度加快;随着点火球半径增加,冲击波超压峰值减小,火焰阵面温度下降,冲击气流速度减慢。这种由于点火温度、点火球半径不同造成的爆炸参数的差异,随着冲击波、燃烧波传播距离的增加呈现一种规律:在瓦斯煤尘区内,随着冲击波向前传播,不同点火条件下爆炸冲击波超压峰值、冲击气流速度的差别逐渐增大,并在瓦斯煤尘填充区末端附近达到最大值——相差7.423%;之后随着冲击波在空气区继续向前传播,差别逐渐减小,当冲击波传播到80 m左右时,冲击波超压峰值、气流速度随点火条件的变化幅度低于1.71%,点火条件对超压峰值、气流速度的影响极小。火焰阵面最高温度随点火条件的变化幅度在火焰波传播到瓦斯煤尘填充区末端附近达到最大值4.9%,在火焰传播到50 m左右时火焰最高温度随点火条件的变化幅度低于1%,此时点火温度、点火球半径对火焰阵面最高温度的影响极小。因此,在实际矿井巷道爆炸的数值模拟研究中,随着冲击波在空气区传播距离的增加,可以忽略点火温度、点火球半径的影响。设定点火条件时可以不考虑实际井下爆炸点火源的真实尺寸、温度,通过对点火源参数进行假设的方式实现实际井下巷道的数值模拟研究。
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关键词
安全工程
大尺度巷道
瓦斯-煤尘
混合爆炸
点火温度
点火球半径
沿程变化
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职称材料
瓦斯-煤尘混合爆炸中煤尘因素的影响广义化研究
2
作者
贾进章
田秀媛
+1 位作者
王枫潇
牛鑫
《安全与环境工程》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第4期238-247,共10页
为研究煤尘粒径和煤尘质量浓度对瓦斯-煤尘混合爆炸特性影响的普适性规律,通过自行搭建的试验管网进行瓦斯-沉积煤尘混合爆炸试验,广义化探究煤尘质量浓度和煤尘粒径对瓦斯-煤尘混合爆炸在复杂管网中产生的冲击波压力峰值、火焰波传播...
为研究煤尘粒径和煤尘质量浓度对瓦斯-煤尘混合爆炸特性影响的普适性规律,通过自行搭建的试验管网进行瓦斯-沉积煤尘混合爆炸试验,广义化探究煤尘质量浓度和煤尘粒径对瓦斯-煤尘混合爆炸在复杂管网中产生的冲击波压力峰值、火焰波传播速度峰值和火焰波温度峰值的影响,并基于影响因素响应面理论分析验证了试验结论。结果表明:当煤尘粒径相同时,瓦斯-煤尘混合爆炸的冲击波压力峰值、火焰波传播速度峰值和火焰波温度峰值会随着煤尘质量浓度的增大呈现先增大后减小的趋势;当煤尘质量浓度相同时,瓦斯-煤尘混合爆炸产生的冲击波压力峰值、火焰波传播速度峰值和火焰波温度峰值同样会随着煤尘粒径的增大呈现先增大后减小的趋势;当煤尘粒径和煤尘质量浓度分别为50μm、100 g/m^(3)时,瓦斯-煤尘混合爆炸最为剧烈;煤尘质量浓度对瓦斯-煤尘混合爆炸产生的冲击波压力峰值和火焰波温度峰值的影响程度大于煤尘粒径,煤尘粒径对火焰波传播速度的影响程度大于煤尘质量浓度。该研究结果可为煤尘对瓦斯-煤尘混合爆炸的影响研究提供理论参考。
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关键词
安全工程
瓦斯-煤尘
混合爆炸
煤尘
质量浓度
煤尘
粒径
广义化研究
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职称材料
瓦斯-煤尘-空气混合物爆炸数值计算
被引量：
5
3
作者
朱琼
白春华
《中国安全科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2011年第5期83-89,共7页
为研究煤尘对瓦斯爆炸特性的影响及不同浓度瓦斯-煤尘-空气混合物爆炸特征参数变化规律,对混合物建立均相湍流燃烧模型和混合物参数计算方法,采用Fortran语言对计算流体力学软件AutoReaGas进行二次开发。利用二次开发后软件研究了混合...
为研究煤尘对瓦斯爆炸特性的影响及不同浓度瓦斯-煤尘-空气混合物爆炸特征参数变化规律,对混合物建立均相湍流燃烧模型和混合物参数计算方法,采用Fortran语言对计算流体力学软件AutoReaGas进行二次开发。利用二次开发后软件研究了混合物爆炸特性,得到不同浓度瓦斯-煤尘-空气混合物爆炸规律及瓦斯-空气和瓦斯-煤尘-空气混合物爆炸特性对比。数值计算结果与试验结果吻合较好,表明该方法研究气-固两相爆炸是可行的,煤尘参与使瓦斯爆炸最大超压和最大压力上升速率分别提高1.8倍和4.7倍,反应速率明显上升。
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关键词
瓦斯-煤尘
-
空气爆炸
均相模型
数值模拟
AutoReaGas
二次开发
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职称材料
题名
点火条件对瓦斯-煤尘混合爆炸特性影响的数值模拟研究
1
作者
高建良
梅京兰
方迎香
张恒
程东阳
机构
煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心
河南理工大学安全科学与工程学院
河南理工大学河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室
出处
《安全与环境学报》
北大核心
2025年第7期2545-2552,共8页
基金
国家自然科学基金项目(52274187)。
文摘
利用Ansys Fluent数值模拟软件,对矿井瓦斯-煤尘混合爆炸传播过程进行模拟,分析了点火温度(1 600 K、2 200 K、5 000 K)、点火球半径(0.1 m、0.4 m、1 m)对瓦斯-煤尘混合爆炸特性(冲击波超压峰值、火焰阵面最高温度、气流速度)的影响,结果表明:随着点火温度增加,冲击波超压峰值增加,火焰阵面温度上升,冲击气流速度加快;随着点火球半径增加,冲击波超压峰值减小,火焰阵面温度下降,冲击气流速度减慢。这种由于点火温度、点火球半径不同造成的爆炸参数的差异,随着冲击波、燃烧波传播距离的增加呈现一种规律:在瓦斯煤尘区内,随着冲击波向前传播,不同点火条件下爆炸冲击波超压峰值、冲击气流速度的差别逐渐增大,并在瓦斯煤尘填充区末端附近达到最大值——相差7.423%;之后随着冲击波在空气区继续向前传播,差别逐渐减小,当冲击波传播到80 m左右时,冲击波超压峰值、气流速度随点火条件的变化幅度低于1.71%,点火条件对超压峰值、气流速度的影响极小。火焰阵面最高温度随点火条件的变化幅度在火焰波传播到瓦斯煤尘填充区末端附近达到最大值4.9%,在火焰传播到50 m左右时火焰最高温度随点火条件的变化幅度低于1%,此时点火温度、点火球半径对火焰阵面最高温度的影响极小。因此,在实际矿井巷道爆炸的数值模拟研究中,随着冲击波在空气区传播距离的增加,可以忽略点火温度、点火球半径的影响。设定点火条件时可以不考虑实际井下爆炸点火源的真实尺寸、温度,通过对点火源参数进行假设的方式实现实际井下巷道的数值模拟研究。
关键词
安全工程
大尺度巷道
瓦斯-煤尘
混合爆炸
点火温度
点火球半径
沿程变化
Keywords
safety engineering
large
-
scale laneway
gas
-
coal dust
mixed explosions
ignition temperature
ignition sphere radius
along
-
travel variation
分类号
X932 [环境科学与工程—安全科学]
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职称材料
题名
瓦斯-煤尘混合爆炸中煤尘因素的影响广义化研究
2
作者
贾进章
田秀媛
王枫潇
牛鑫
机构
辽宁工程技术大学安全科学与工程学院
矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室
沈阳铝镁设计研究院有限公司
出处
《安全与环境工程》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第4期238-247,共10页
基金
国家自然科学基金项目(52174183)
辽宁省自然科学基金项目(2019-MS-162)。
文摘
为研究煤尘粒径和煤尘质量浓度对瓦斯-煤尘混合爆炸特性影响的普适性规律,通过自行搭建的试验管网进行瓦斯-沉积煤尘混合爆炸试验,广义化探究煤尘质量浓度和煤尘粒径对瓦斯-煤尘混合爆炸在复杂管网中产生的冲击波压力峰值、火焰波传播速度峰值和火焰波温度峰值的影响,并基于影响因素响应面理论分析验证了试验结论。结果表明:当煤尘粒径相同时,瓦斯-煤尘混合爆炸的冲击波压力峰值、火焰波传播速度峰值和火焰波温度峰值会随着煤尘质量浓度的增大呈现先增大后减小的趋势;当煤尘质量浓度相同时,瓦斯-煤尘混合爆炸产生的冲击波压力峰值、火焰波传播速度峰值和火焰波温度峰值同样会随着煤尘粒径的增大呈现先增大后减小的趋势;当煤尘粒径和煤尘质量浓度分别为50μm、100 g/m^(3)时,瓦斯-煤尘混合爆炸最为剧烈;煤尘质量浓度对瓦斯-煤尘混合爆炸产生的冲击波压力峰值和火焰波温度峰值的影响程度大于煤尘粒径,煤尘粒径对火焰波传播速度的影响程度大于煤尘质量浓度。该研究结果可为煤尘对瓦斯-煤尘混合爆炸的影响研究提供理论参考。
关键词
安全工程
瓦斯-煤尘
混合爆炸
煤尘
质量浓度
煤尘
粒径
广义化研究
Keywords
safety engineering
gas
-
coal dust hybrid explosion
coal dust mass concentration
coal dust particle size
generalized study
分类号
X936 [环境科学与工程—安全科学]
TD714.5 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
瓦斯-煤尘-空气混合物爆炸数值计算
被引量：
5
3
作者
朱琼
白春华
机构
北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室
出处
《中国安全科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2011年第5期83-89,共7页
文摘
为研究煤尘对瓦斯爆炸特性的影响及不同浓度瓦斯-煤尘-空气混合物爆炸特征参数变化规律,对混合物建立均相湍流燃烧模型和混合物参数计算方法,采用Fortran语言对计算流体力学软件AutoReaGas进行二次开发。利用二次开发后软件研究了混合物爆炸特性,得到不同浓度瓦斯-煤尘-空气混合物爆炸规律及瓦斯-空气和瓦斯-煤尘-空气混合物爆炸特性对比。数值计算结果与试验结果吻合较好,表明该方法研究气-固两相爆炸是可行的,煤尘参与使瓦斯爆炸最大超压和最大压力上升速率分别提高1.8倍和4.7倍,反应速率明显上升。
关键词
瓦斯-煤尘
-
空气爆炸
均相模型
数值模拟
AutoReaGas
二次开发
Keywords
gas
-
coal dust
-
air explosion
homogeneous model
numerical simulation
AutoReaGas
secondary development
分类号
X932 [环境科学与工程—安全科学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
点火条件对瓦斯-煤尘混合爆炸特性影响的数值模拟研究
高建良
梅京兰
方迎香
张恒
程东阳
《安全与环境学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
瓦斯-煤尘混合爆炸中煤尘因素的影响广义化研究
贾进章
田秀媛
王枫潇
牛鑫
《安全与环境工程》
CAS
CSCD
北大核心
2022
0
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职称材料
3
瓦斯-煤尘-空气混合物爆炸数值计算
朱琼
白春华
《中国安全科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2011
5
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职称材料
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