采用同比可爆气体组合气的爆炸界限判断火区可爆性

本文先介绍作者新提出的超惰气浓度,可爆气体判断用爆炸三角形,同比可爆气体组合气的爆炸界限等概念及其理论计算公式,而后介绍作者新提出的采用火区超惰气浓度与同比可爆气体组合气的爆炸界限判断火区可爆性的方法。本方法与国内外已有其他方法相比,具有所用原始数据简单,程序简明,判断容易,理论完善的独特优越性。     

关于岩粉隔爆效果的探讨

根据在德国ＤＭＴ研究院进行的煤尘连续爆炸时岩粉隔爆效果的实验数据,分析与探讨了在煤尘的一次爆炸和重复爆炸时,岩粉局部惰化效果等问题。     

引信隔爆试验内腔气体压力的工程计算

该文从真实气体状态方程出发,借鉴内弹道学中的密闭爆发器原理,在建立简化的引信雷管爆炸数学模型的基础上,得到了引信隔爆试验内腔气体压力的计算公式.针对雷管装药提出了炸药力的概念;考虑到雷管爆炸生成固体产物的影响,提出了生成气体质量系数的概念.通过分析计算,给出了引信雷管常用起爆药和猛炸药的炸药力,以及生成气体的质量系数,据此可进行引信雷管在隔爆位置爆炸时最大气体压力的工程计算.实例应用表明,该理论与实测结果符合较好,可用于解决引信隔爆强度的计算.该文研究可为引信隔爆安全性设计提供参考.     

远程惰气发生器降温减湿的模拟研究

针对井下用制氮机装备和产气成本偏高，而惰气发生器造价和产气成本虽低，但生产的高温高湿惰气不适应远距离输送等问题，提出了远程惰气发生器的研制方案，用于生产廉价、洁净、可远距离输送的干惰气，进行井下封闭火区惰化处理和回采工作面采后区域煤炭自燃防治.研究了高温高湿惰气的降温减湿方法和效果，模拟试验表明在一定的蒸汽流量下，采用表面冷却器，降温效率为75.0%，除湿效率为91.3%，处理后的气体温度、湿度符合加压风机进气参数要求，为远程惰气发生器降温减湿段的成型设计提供了理论依据.图1，表2，参5.     

玻璃窗泄爆下室内燃气爆炸荷载规律试验研究

建立了一套野外试验系统,设计了19组试验工况,分别研究了室内燃气浓度、泄爆窗玻璃破坏强度及面积对室内燃气爆炸荷载的影响,得到了玻璃窗泄爆条件下室内燃气爆炸的荷载特性和变化规律。试验研究结果表明：甲烷浓度在7.5%~10.5%时,室内燃气爆炸产生两个压力峰值,并引起声振不稳定燃烧,形成远大于第一个压力峰值的第二压力峰值;甲烷浓度较高时,声振现象不容易出现,只产生一个压力峰值,其大小仅与泄爆口封闭物有关;当甲烷气体浓度为9.5%时,燃气爆炸反应最剧烈,第一个压力峰值和声振压力峰值均为最大;提高泄爆窗玻璃破坏强度,会导致爆炸荷载的第一个压力峰值增大;增加泄爆窗面积,会使第一个压力峰值略微降低,但第二个的声振压力峰值则会大幅降低。研究结果有利于了解玻璃窗泄爆条件下室内燃气爆炸荷载规律和作用机理,并对进一步研究燃气爆炸荷载下结构的动力响应和破坏形态具有实际意义。     

近爆作用下方形板表面爆炸载荷分布函数研究

爆炸载荷作用的方式和大小是结构物遭受破坏的主要原因.目前的大多数研究都将爆炸载荷简化为双直线的形式,与实际的时程曲线差异较大,并且直接施加到结构上,回避了气体和结构间的流固耦合相互作用,对于近爆或内部爆炸将会对计算结果带来较大的误差.为了快速确定方形板近爆作用下结构表面的荷载,本文利用数值模拟方法研究了爆炸冲击波与结构的相互作用,提出了方形板结构表面上不同点处爆炸载荷的分布函数,并建立了板结构表面中心点处爆炸载荷参数的简化预测公式,利用这些公式提出了构建结构表面任意点处爆炸载荷的一般方法.结果表明,利用这些公式,可以预测任意尺寸结构构件在近爆爆炸环境中承受的爆炸载荷的各参数(峰值压力和冲量).     

微机控制煤矿隔爆电机检测系统

阐述了煤矿井下瓦斯爆炸发生的条件．介绍了隔爆电机检测系统的组成模块．分析了爆炸的特征时间，提出了精确测量与统计爆炸特征时间的解决方案。     

深埋核爆的化爆模拟初探

为了解决核爆的研究难度大的问题,提出了化爆模拟核爆的方法。通过对化爆峰值应力与质点速度传播规律特点的分析,利用一维流体理论与爆炸相似律,对化爆模拟核爆的峰值应力、峰值速度的方法作了探讨。结果表明:化爆的峰值应力、速度与核爆的峰值应力、速度传播规律相似,模拟结果与实验值也极为吻合,因此可通过化爆对核爆的峰值应力、峰值速度作近似模拟。     

铝粉粉尘云和戊烷云雾燃烧诱导爆炸研究

目的 在实验室内研究常见的粉尘、气云工业爆炸灾害。方法 建立相应的实验研究系统,分别以铝粉、戊烷为例,对弱点火条件下可燃粉尘、气云燃烧、爆炸和爆轰进行分析。结果在实验室内再现了粉尘、气云燃烧、爆炸、爆轰过程,并测得了该过程中的压力和火焰信号。结论 弱点火条件下粉尘、气云爆炸过程可分为激波诱导段、激波形成段、激波增强段和爆轰段。     

岩溶气爆塌陷的数学模型探讨

通过对已有岩溶气爆塌陷实例的分析 ,提出了气爆塌陷的三个发育阶段 ,分别为正压形成阶段、土层破坏阶段、气压快速释放及塌陷阶段。根据岩溶空腔的发育特征 ,用波马气体方程式对水位恢复时气爆效应中所产生的附加力进行了描述 ,并提出了气爆塌陷的发育条件 ,还对正压气爆中土层的最大安全厚度进行了讨论。     

合能材料粉尘爆炸下限浓度的实验研究

用Ｈａｒｔｍａｎ装置对三基药、双铅、双芳２１３、黑火药、１号硝化棉、２号硝化棉、８号吸收药、Ｂ炸药、ＲＤＸ、ＴＮＴ、ＰＥＴＮ和ＨＭＸ等１２种火炸药进行了爆炸浓度下限的测量．讨论了粉尘云爆炸下限的几个影响因素．粉尘粒度减小，粉尘云爆炸下限浓度降低，吹粉压力对下限浓度的影响则存在一个对应的最佳值．     

氢气及重烃组分对瓦斯爆炸下限影响的实验研究

为研究矿井瓦斯中含有的氢气及重烃组分对瓦斯爆炸下限的影响,建立了多组分瓦斯混合气体爆炸实验系统.运用该实验系统对分别混有氢气、异丁烷和正己烷的甲烷气体的爆炸下限进行了测定.实验结果表明:强点火源条件下,当混有氢气的体积分数达到1.5%时,甲烷的爆炸下限可以降到1%;当异丁烷和正己烷的体积分数约为0.25%时,甲烷的爆炸下限可降到2%左右.图8,表5,参10.     

密闭巷道内瓦斯爆炸超压场的数值模拟研究

应用计算流体动力学软件AutoreaGas定量研究了截面为3 m×3 m、长25 m的一段密闭巷道中瓦斯爆炸超压场. 通过数值模拟手段分析了障碍物的形状和大小对密闭巷道中瓦斯爆炸超压的影响,确定了形成最大爆炸超压时巷道内的最佳阻塞比,并在最佳阻塞比的障碍物填装条件下,研究了不同瓦斯浓度对爆炸超压的影响. 结果表明,瓦斯空气混合物爆炸超压随着阻塞比的增大呈现先增大后减小的趋势,在7.5%、8.5%、9.5%、10.5%、11.5% 5种瓦斯浓度下,爆炸超压随着浓度的增大呈现先增大后减小的趋势,当阻塞比为26.6%时,爆炸超压在9.5%时达到峰值.     

冲击波引起瓦斯爆炸的动力学特性仿真研究

美国学者苏黛瑞的《在中国城市中争取公民权:农民工、国家与市场逻辑》一书,以公民权为切入点,揭示了在国家计划体制、市场与农村流动人口三方动态博弈过程中,农民工的流动路径、其城市居留形态的塑造及城市生存策略。作为一本美籍学者对当代中国流动人口的研究论著,对国内学界而言,其价值在于不仅提供了农民工研究的新视角,而且更新了流动人口的研究范式,对中国流动人口研究有相当的启发与借鉴意义。     

瓦斯煤尘爆炸传播数值仿真系统研究

以连续相、燃烧、颗粒相数理方程建立瓦斯煤尘爆炸传播数理模型，并应用连续相、颗粒相计算方法，依据大型巷道瓦斯爆炸、瓦斯煤尘爆炸传播实验数据，借助普遍应用的流场模拟平台，开发了瓦斯、煤尘爆炸数值仿真系统。该系统可以有效地模拟煤矿瓦斯、煤尘的爆炸事故过程，对瓦斯爆炸的爆燃转爆轰、煤尘是否参与爆炸、爆炸冲击传播速度、衰减规律以及爆炸灾害的波及范围都能进行较准确的模拟。     

可燃气体(液体蒸气)的最小氧浓度的估算及影响因素研究

最小氧气浓度是可燃气体和液体蒸气的重要安全参数之一．对最小氧气浓度的理论计算方法进行了研究，同时对最小氧气浓度的影响因素进行了分析探讨，得出它要受到温度、压力和惰性气体等因素的影响．阐明了最小氧气浓度与爆炸下限是一一对应的关系；使用理论计算值应注意附加一定的安全系数；可通过减少反应中氧浓度、降压、降温、加入惰性气体等办法．以缩小爆炸极限范围、增大最小氧气浓度．从而将其控制在爆炸范围之外．图1．表4，参9．     

混氢天然气输气站场泄漏扩散数值模拟

将氢气混入天然气管网是目前世界上实现氢气大规模输送的最有效方式。氢气爆炸极限为4.0%~75.6%，上下限范围宽，且分子直径比甲烷小，极易泄漏，给输气站场带来很大隐患。针对多组分物系混氢天然气的泄漏，基于修正的二元扩散系数及热力学因子计算方法，计算了混氢天然气三物系Fick扩散系数矩阵，用来描述混氢天然气中各组分分子间相互运动的传质过程，以FLUENT为平台进行了CFD数值模拟分析，研究发现，混氢天然气泄漏后其扩散受到障碍物及风速等因素的影响；同体积混氢天然气与不含氢天然气泄漏，混氢天然气爆炸下限扩散半径更小；较低含氢量的混氢天然气泄漏后氢气组分爆炸区域仅限于泄漏点附近。研究结果可为站场内发生混氢天然气泄漏扩散提供预警和防护指导。     

变温工况下可燃制冷剂的爆炸极限

鉴于当前紧迫的HCFCs淘汰形势,很多学者针对替代潜力较大的HFC161和HC1150的热力性质、循环性能以及常温下可燃性等进行了研究,然而针对变温工况下上述可燃制冷剂爆炸极限影响规律的研究却极为少见.为此,本课题组建立了一套由上位机自动控制的可燃气体爆炸极限测试系统,并对HFC161和HC1150在-3～55,℃范围内的爆炸极限进行了试验研究.结果表明:在一定的温度范围内,温度升高会使不可燃的混合气体出现热激化现象,而成为可燃可爆状态.当环境温度由-3,℃升高到55,℃时,HFC161和HC1150的爆炸极限范围分别增加了1.42%、4.59%.低温对制冷剂爆炸极限有较明显的抑制作用;2种工质的燃爆特性的温度敏感区大约位于10～40,℃区间,当温度高于40,℃或低于10,℃时,温度对制冷剂可燃上、下限的影响均减弱.试验结果和变化规律为可燃制冷剂在变温工况下的安全应用奠定了基础.     

瓦斯爆炸事故有毒有害气体传播规律研究及危险区域划分

对矿井瓦斯爆炸事故有毒有害气体传播规律进行了研究,建立了有毒有害气体在无风巷道扩散数学模型及有毒有害气体在通风网络中传播数学模型,并划分了瓦斯爆炸产生有毒有害气体传播的死亡区、重伤区、轻伤区,为瓦斯爆炸事故救援和安全评价提供了理论基础.     

分岔管道内瓦斯爆炸火焰传播规律实验及数值模拟

为了研究煤矿井下瓦斯爆炸火焰在分岔巷道内的传播规律,自制45°分岔管道实验装置开展甲烷体积分数为9.5%的瓦斯爆炸火焰传播实验,用Fluent 16.0软件模拟分岔管道内瓦斯爆炸火焰传播过程。对比分析实验数据与模拟结果,得到分岔管道瓦斯爆炸火焰传播的变化规律。研究结果表明:1)分岔管道内瓦斯爆炸火焰在分岔处产生漩涡,加速管道内爆炸火焰湍流化,火焰冲击反射现象明显;2)分岔支管截面处爆炸火焰温度、传播速度、冲击波超压与离子电流峰值最大;3)瓦斯爆炸火焰传播的模拟结果与实验数据在数值上存在一定差异,但各参量总体变化趋势相同。研究结果为深入认识井下瓦斯爆炸传播机制和在巷道分岔处采取瓦斯爆炸火焰传播抑制措施提供一定参考。