半封闭空间甲烷爆炸初期火焰传播时空分布研究

通过小尺度实验,研究了半封闭空间甲烷爆炸火焰前沿位置、传播速度随时间和空间的变化规律,以及甲烷浓度对其的影响。研究得出：在时间分布上,甲烷爆炸初期欠焰前沿位置和传播速度随时间近似呈指数型增长,传播速度存在波动性;甲烷浓度越大,火焰初始传播速度越大。在空间分布上,在火焰前沿达到管道长径比蓬～6之前,传播速度在20m/s以下,达到4～6处,速度开始明显增大;在管径相确的管道中,甲烷在化学当量比附近由燃烧达到爆炸的距离最短;当甲烷浓度向大小两个方向变化时,由燃烧达到爆炸的距离逐渐增大。     

含二氧化碳天然气云团扩散危险区域确定的数值模拟

 为确定含二氧化碳天然气云团扩散的危险区域范围,借助数值模拟方法建立了含二氧化碳天然气云团扩散模型,详细研究了含二氧化碳天然气云团扩散过程,确定了包括窒息和燃爆在内的2种危险区域。研究结果表明,含二氧化碳天然气云团扩散中燃爆区域呈不规则圆环状分布,燃爆区域的横风向尺度变化不大,而平行于风向的方向变化较大。无论横风向还是顺风向,燃爆区域尺度随时间的变化都呈开口朝下的抛物线形分布。高含二氧化碳天然气云团扩散后形成的燃爆区域无论从时间还是空间尺度看,波及的范围都远小于窒息性危险区域。     

浅谈预防瓦斯爆炸的措施

介绍了矿井瓦斯的生成、性质、存在状态和涌出形式,探讨了矿井瓦斯的危害及瓦斯爆炸所具备的条件,提出了预防瓦斯爆炸的措施。     

基于CFX软件的瓦斯爆炸灾害气体扩散模拟

针对水利水电洞挖工程瓦斯爆炸后灾害气体扩散危险区域的确定问题,采用基于计算流体动力学理论的CFX模拟软件,结合向家坝水利水电站隧洞施工条件,假定第四层排水廊道内两个有代表性的地点作为瓦斯爆炸发生地点,对洞挖工程瓦斯爆炸后气体扩散进行模拟,分析隧洞各时间下不同区域的动态危险性。结果表明,竖井前瓦斯爆炸主要危险区域为第三层排水廊道及第四层排水廊道端头处,而竖井后为三层灌浆廊道及第四层排水廊道端头处,但对作业人员较多的主厂房和四号施工支洞影响均较小。数值模拟结果和理论分析吻合较好,证明所采用的数值模拟方法是有效和可行的。     

瓦斯爆炸3类危险源评价指标优化

煤矿瓦斯爆炸是当前对煤矿安全生产威胁最大、最突出的问题之一.对瓦斯爆炸开展危险源辨识和评价,必须全面考虑评价对象指标.文中在3类危险源划分理论的基础上对其划分进行修正,进而构建初步的瓦斯爆炸3类危险源评价指标体系.该体系包括3类共33项;通过现场数据收集,基于粗糙集方法将该指标体系数据约简为19项;采用Rosetta软件进行仿真计算,借助神经网络工具,通过煤矿瓦斯危险源评价过程来验证指标约简的合理性.经验证得出,粗糙集处理后的危险源评价神经网络在模拟计算过程中精度大幅度提高,网络收敛速度加快,证明了应用粗糙集方法对煤矿瓦斯爆炸危险源评价指标体系进行优化是可行的.开展煤矿瓦斯爆炸危险源评价指标体系的优化研究,对于提高危险源评价系统的准确性和实时性具有一定的积极意义.     

预惰化条件下油气爆炸的数值仿真研究

受限空间中油气混合物的防爆抑爆研究对于石油化工工业的安全生产具有重要意义。建立了由化学动力学和湍流机制共同控制的湍流燃烧模型描述油气的爆炸燃烧过程,采用基于矢通分裂和重构算法的具有TVD性质的有限体积法对控制方程组求解,对预惰化条件下受限空间中油气爆炸的特性进行了深入数值仿真研究。仿真结果与实验比较具有较好的吻合性。所做的工作为预惰化防爆抑爆技术在油气化工工艺生产中的系统设计、工艺实施和关键参数计算提供理论依据。     

单片机在核爆炸光辐射“识别判据”中的应用

根据核爆炸光辐射光电信号的特点，设置了区分核爆炸光辐射波形的６个“识别判据”，提出了把单片机技术运用在核爆炸光辐射“识别判据”上的软、硬件设计方法，为核爆炸当量测定的数字化和实时显示了奠定了必要的基础。     

流动注射安培检测废水中梯恩梯的研究

采用流动注射分析(FIA)可以快速检测废水中的梯恩梯(TNT)。本文设计了应用碳糊作电极的简易喷壁安培检测池,组装了流动注射分析装置,选择pH=9.5伯瑞坦-罗宾森(Britton-Robinson)缓冲液作为载体,载体流速3.9ml/min,用N_2除O_2;电位-0.60V(SCE),进样体积100μl,连接管长50cm。在所选定的上述条件下,TNT在0.1-70mg/1之间有良好的线性关系,样品回收率在94.4-102.7%之间;进样频率96样/小时。     

炸药近地爆炸的数值模拟及影响参数的分析

应用ANSYS/LS-DYNA有限元程序建模,在验证模型及参数选取正确可靠的基础上,研究了地面材料、炸药高度、空气域形状以及炸药当量等参数对马赫波超压的影响.结果表明:对于非近距离的爆炸,不同地面上的马赫波超压峰值相差不大,可简化为刚性地面;建模宜选择刚性壳体地面以及长方体空气域;与经验公式相比,数值模拟的马赫波超压峰值误差随着炸药当量的增大而减小,随着炸药高度的减小而增大.     

瓦斯输送管道内抑爆过程数值模拟研究

基于流体动力学和燃烧理论,建立了管道直径为500mm的瓦斯爆炸数学模型,借助Fluent流体力学软件,采用有限速率燃烧模型,对管道内甲烷预混气体爆炸后被惰性气体熄灭的过程进行了数值模拟研究,考察了瓦斯被点燃后,喷入不同流量高压、低温二氧化碳气体后管道内的燃烧流场特性.结果表明,二氧化碳喷入量低于12kg/s不能使管内火焰熄灭;二氧化碳喷入量大于16kg/s时,能大大降低管道内混合气体温度,同时降低甲烷和氧气浓度,导致火焰在二氧化碳喷入口所在管道截面处熄灭.此过程中管内最大反应速率降低过程可分为3个阶段,其中2个快速降低阶段均符合幂律模型.二氧化碳喷入量在16~100kg/s时,火焰熄灭时间先迅速变短后变化缓慢;模拟结果与试验结果吻合较好.研究结果可为煤矿防爆抑爆研究工作提供理论依据和参考,同时对保障煤矿安全生产和人民生命安全也具有重要的现实意义.