水平管道内甲烷—空气预混气体爆炸过程研究
水平管道内甲烷—空气预混气体爆炸过程研究【摘要】:随着煤矿开采深度的进一步加深,瓦斯涌出量急剧增加,瓦斯爆炸灾害的威胁也日益严重。我国煤矿所发生的特大事故大多属于瓦斯爆炸事故,要防
【学位授予单位】:中北大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TD712.7
【目录】:
- 摘要5-7
- Abstract7-12
- 1 绪论12-23
- 1.1 选题的背景和意义12-14
- 1.2 国内外研究进展14-21
- 1.2.1 可燃气体爆炸特性研究进展14-20
- 1.2.2 管道内可燃气体爆炸特性数值模拟研究进展20-21
- 1.3 前人研究的不足与本文研究的目的21-22
- 1.4 本文研究内容22-23
- 2 可燃气体爆炸的相关理论23-41
- 2.1 可燃气体爆炸的基本形式23-26
- 2.2 可燃气体爆炸的基本参数26-31
- 2.3 可燃气体爆炸的影响因素31-36
- 2.4 可燃气体火焰加速机理36-40
- 2.5 本章小结40-41
- 3 水平管道式实验系统的建立41-53
- 3.1 实验系统的设计41-50
- 3.1.1 管道设计41-43
- 3.1.2 电气控制系统设计43-47
- 3.1.3 爆炸压力测试系统设计47-48
- 3.1.4 火焰速度测试系统设计48-50
- 3.1.5 其它设备50
- 3.2 实验系统的安装调试50-52
- 3.2.1 实验系统气密性考核50-51
- 3.2.2 爆炸压力测试系统考核51-52
- 3.3 本章小结52-53
- 4 甲烷爆炸特性的实验研究53-65
- 4.1 甲烷爆炸极限的实验研究53-55
- 4.1.1 实验方法及条件53-54
- 4.1.2 实验结果及分析54-55
- 4.2 甲烷爆炸压力的实验研究55-60
- 4.2.1 实验方法及条件55-56
- 4.2.2 实验结果及分析56-60
- 4.3 甲烷爆炸火焰传播速度的实验研究60-64
- 4.3.1 实验方法及条件60-62
- 4.3.2 实验结果及分析62-64
- 4.4 本章小结64-65
- 5 甲烷爆炸压力影响因素的实验研究65-90
- 5.1 管道长度对甲烷爆炸压力的影响研究65-72
- 5.1.1 实验方法及条件65
- 5.1.2 3.1m管道内甲烷爆炸压力的实验研究65-68
- 5.1.3 9.7m管道内甲烷爆炸压力的实验研究68-69
- 5.1.4 不同长度管道内甲烷爆炸压力的对比分析69-72
- 5.2 障碍物对甲烷爆炸压力的影响研究72-78
- 5.2.1 实验方法及条件72-74
- 5.2.2 实验结果及分析74-78
- 5.3 配气方法对甲烷爆炸压力测试的影响研究78-84
- 5.3.1 实验方法及条件79-80
- 5.3.2 实验结果及分析80-84
- 5.4 传感器安装深度对甲烷爆炸压力测试的影响研究84-88
- 5.4.1 实验方法及条件84-85
- 5.4.2 实验结果及分析85-88
- 5.5 本章小结88-90
- 6 管道内甲烷爆炸过程的数值模拟研究90-105
- 6.1 气体爆炸数学物理模型及数值方法90-97
- 6.1.1 基本控制方程90-91
- 6.1.2 k-ε湍流模型91-92
- 6.1.3 湍流火焰速度92-93
- 6.1.4 燃烧模型93-95
- 6.1.5 壁面函数95-97
- 6.2 约束条件下可燃气体爆炸的理论模型97-98
- 6.3 数值模拟计算条件98-99
- 6.3.1 密闭管道模拟计算域98
- 6.3.2 二维网格划分98-99
- 6.4 初始条件及边界条件99-101
- 6.4.1 流场初始化条件99
- 6.4.2 边界条件99-101
- 6.5 数值模拟结果及分析101-104
- 6.5.1 管道内有/无障碍物的比较分析101-102
- 6.5.2 障碍物的数量对火焰阵面的影响102-103
- 6.5.3 数值模拟结果与实验结果的对比103-104
- 6.6 本章小结104-105
- 7 结论105-108
- 7.1 本文的主要研究结论105-106
- 7.2 本文的研究特色与创新106-107
- 7.3 本文的不足与研究展望107-108
- 参考文献108-117
- 攻读博士期间的主要研究成果117-118
- 致谢118
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