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题名管道内瓦斯非均匀预混火焰传播特性实验研究
被引量：9
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作者
余明高
陈传东
王雪燕
韩世新
马梓茂
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机构
重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室
河南理工大学安全科学与工程学院
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出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第6期1781-1790,共10页
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基金
国家重点研发计划资助项目(2018YFC0807900)
国家自然科学基金资助项目(51774059)。
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文摘
在实际矿井下,瓦斯泄漏后往往在巷道密闭空间内形成分层的、含体积分数梯度的甲烷-空气混合物。目前,国内外研究大多集中在均匀预混瓦斯爆炸火焰传播特性方面。为探究非均匀预混瓦斯爆炸火焰传播特性,通过自主搭建的小尺寸爆炸实验平台,对比研究了管道内甲烷不同自由扩散时间下,甲烷沿管道体积分数梯度分布及非均匀预混甲烷/空气爆炸火焰传播特性。实验通过浓度传感器、高速摄像机、压力传感器获取不同工况下非均匀甲烷爆炸过程中的甲烷体积分数分布、火焰传播结构、甲烷爆炸超压等数据,并进一步分析得出火焰传播速度、爆炸压升曲线等。结果表明:甲烷在管道内泄漏后,受浮力作用沿管道顶部横向传播,同时受体积分数差向底部纵向扩散,形成横向及纵向的体积分数梯度场,且自由扩散时间越短,体积分数梯度越大。体积分数梯度场对管道内非均匀甲烷爆炸火焰传播结构与爆炸超压有显著影响。甲烷体积分数梯度场下形成的非均匀预混火焰在管道内传播经历球形、指形、三重火焰、拉伸三重火焰4个阶段。当甲烷沿管道形成纵向体积分数梯度时,管道内出现三重火焰,且体积分数梯度越大,三重火焰结构愈发明显,三重火焰形态出现后,火焰传播速度、爆炸超压迅速下降,管道内甲烷纵向体积分数分布为16%—4.6%—0时,三重火焰稳定传播时火焰速度约为4.8 m/s。随三重火焰继续传播,火焰传播速度、爆炸超压略有上升趋势。管道内甲烷空气非均匀预混时爆炸超压呈现2个峰值,后波峰压力峰值约为前波峰2/3,压力峰值间隔时间随体积分数梯度减小而减小,且在不同体积分数梯度下,甲烷体积分数越接近当量比时火焰传播速度越快,爆炸超压越高。
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关键词
非均匀预混
瓦斯爆炸
三重火焰
火焰传播特性
爆炸超压
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Keywords
non-uniform premixed
gas explosion
triple flame
flame propagation characteristic
overpressure
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分类号
TD712
[矿业工程—矿井通风与安全]
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题名建筑物内非均匀预混天然气泄漏爆炸过程数值模拟
被引量：3
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作者
刘振翼
石世旭
李明智
张琦
李鹏亮
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机构
北京理工大学爆炸科学与技术重点实验室
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出处
《安全与环境学报》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第5期2404-2411,共8页
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文摘
为了应对建筑物内天然气泄漏爆炸给城市公共安全带来的严重威胁,以某天然气爆炸事故为例,借助Flacs软件,研究了天然气的泄漏规律和非均匀预混天然气的爆炸规律。结果表明,在天然气累计泄漏量相同的条件下,当泄漏速率由0.001 kg/s增长至0.09 kg/s时,厨房顶灯处的天然气体积分数由21%升高至39%,增加了18个百分点,而主卧、次卧顶灯处的天然气体积分数分别由18%、16%降至12%、7%,分别降低了6个百分点、9个百分点。在非均匀预混条件下,门窗泄爆压力从30 kPa降至0时,室内超压峰值下降了66%,而在均匀预混条件下,室内超压峰值的下降率为12%。研究结果对于预防类似事故发生和助力爆炸事故调查均具有指导意义。
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关键词
安全工程
气体泄漏
非均匀预混燃烧
数值仿真
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Keywords
safety engineering
gas leakage
unhomogeneous premixed combustion
numerical simulation
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分类号
X932
[环境科学与工程—安全科学]
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题名改善低NO_x燃烧室预混均匀性的结构优化策略
被引量：10
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作者
祝俊宗
胡羽
夏单城
祁海鹰
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机构
清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室
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出处
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2017年第21期6353-6362,共10页
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文摘
为解决我国自主研发的某重型燃气轮机DLN燃烧室NO_x排放超标问题,基于"小幅改动",在有限预混空间的前提下,采用一系列结构改进方案与策略,改进中心燃烧区燃料/空气预混均匀性。结果表明,将中心区旋流器移至预混通道上游,可将预混非均匀度从原有的51.8%降至16.7%,而通过调整燃料喷射方向以及喷孔分布规律,可进一步减少非均匀度至10.9%。由此归纳稀相预混燃烧室预混机构的设计策略与要点:一是旋流延长实际预混距离;二是利用旋流产生的强湍流促进燃料的对流扩散;三是调整燃料射流方向或增加导流板,避免管后涡流区对燃料扩散的削弱影响;四是燃料开孔位置大小规律需与来流空气速度分布相匹配。
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关键词
DLN燃烧室
结构优化策略
预混非均匀度
旋流
回火
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Keywords
DLN combustor
structural optimization strategy
premixing.uniformity
swirl
flashback
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分类号
TK47
[动力工程及工程热物理—动力机械及工程]
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