一、氢气爆炸反应压力探讨（论文文献综述）
王乐[1]（2021）在《阻隔防爆材料对烷烃类气体爆炸自由基反应影响及机理研究》文中提出为了研究金属阻隔防爆材料对烷烃类气体爆炸的影响,分析不同阻隔防爆材料对烷烃类气体爆炸的抑制机理,在自主设计的可燃气体爆炸密闭试验管道内进行不同类型金属阻隔防爆材料对预混烷烃类气体爆炸影响的实验研究,利用瞬态压力采集系统测试管道内爆炸超压变化规律,利用气相色谱分析技术对爆炸产物定性定量分析;利用Chemkin-Pro软件结合爆炸实验参数分析影响气体爆炸关键中间自由基,以此为依据推导金属阻隔防爆材料对烷烃类气体的抑爆机理。烷烃类气体爆炸实验研究表明:铁磁性的铁丝和镍丝的抑制效果优于非磁性的铜丝、铝丝、铝合金材料,均有效降低了气体爆炸压力上升速率。其中铁丝的抑制效果最优,铜丝优于铝质材料,铝丝和铝合金网状材料较为接近。与烷烃类形成对比的是,铝合金阻隔防爆材料对乙烯气体无明显抑爆作用,其主要是由于乙烯分子中碳碳双键的存在导致气体爆炸反应机理与烷烃类气体表现出较大差异。对烷烃类气体爆炸产物分析表明:填充金属阻隔防爆材料后,爆炸产物成分中一氧化碳和二氧化碳含量明显减少,铝合金抑制它们生成作用最强,铁丝次之,铝丝最弱;铁丝促进了更多的烃类物质生成,特别是促进了由甲基自由基参与反应生成的烃类产物,如较大分子量的丁烷和异戊烷,同时促进生成乙烯、乙烷、丙炔等。铝质阻隔防爆材料下生成烃类的种类明显减少,铝合金材料抑制甲烷生成更强,铝丝抑制丙烯生成更强,同时促进了乙炔的生成。由爆炸反应机理数值模拟研究表明:通过Chemkin-Pro软件进行的产物反应速率、敏感性和主要反应路径数值模拟分析,结合爆炸压力特征、爆炸产物成分等实验研究结果,认为金属阻隔防爆材料的填充有效促进自由基与材料的碰撞概率,加速自由基销毁,促进器壁效应有效抑制·H、·O、·OH生成,促进甲基等烃自由基生成并发生气相销毁反应,这种正反馈机制进一步使得产物中烃类物质增多,反应放热量减少,最终当能量不足以进一步引发烃类物质断键能量时,爆炸反应终止。机理研究结果表明,铁磁性金属阻隔防爆材料销毁·H、·O、·OH的能力和以及促进甲基、乙基等链终止反应作用强于非磁性材料的阻隔防爆材料,铝合金网状阻隔防爆材料对链引发和链传递反应的抑制优于铝丝,主要是其消耗·OH能力最强,促进异丙基生成丙基较强。
胡倩然[2]（2021）在《室内氢气爆炸诱发泄爆口外部爆炸的动力学特征》文中提出氢作为一种新兴能源,在工业生产过程中被广泛应用,而由于氢自身的反应活性高,使得氢在利用、储存和生产环节中存在较大燃爆风险。当制氢室、储氢间等空间内发生爆炸时,房间的轻质墙体、门窗等会首先发生破坏而形成泄爆结构,室内氢气会迅速经泄爆口泄放至室外并形成可燃气云,当爆炸火焰传播至室外时就可能点燃可燃气云而诱发强烈的外部爆炸,引发严重的次生灾害,对临近区域造成威胁。为系统认识氢气泄爆诱发的外部爆炸机制及特征,借助计算流体动力学技术,研究了多种影响因素对预混氢气/空气爆炸诱发的室外瞬态流场动力学特征及灾害分布规律的影响,主要研究发现如下。（1）研究了泄爆面开启压力（Pv）、开启时间（tv）、泄爆尺寸（Kv）对外部爆炸动力学机制及特征的影响。研究发现,Pv和tv对外部流场具有相同的影响规律,即外部未燃气云分布范围、湍流动能、射流火焰燃烧强度均随二者增加而逐渐减小。外部爆炸强度随Pv、tv的增加和Kv的减少而显着增加,外部爆炸波和破膜激波呈现明显的叠加现象。爆炸泄放高温危害范围随泄爆面参数增加而减少。爆炸风速可达飓风等级风速的8倍以上,因此泄爆面特征参数变化导致显着增大的高速气流是造成室外周围环境破坏的主要原因,也是爆炸危害的主要危险因素之一。（2）研究了点火位置对外部爆炸动力学机制及特征的影响。随点火源远离泄爆口,泄放气云范围越远,峰值湍流动能及湍流区域越大。前壁点火时未观察到外部爆炸,然而随点火源远离泄爆口,外部爆炸强度增加。后壁点火时会诱导显着的外部爆炸波与破膜激波的叠加效应,从而扩大室外泄放超压危害范围。此外,点火源距离泄爆口越远,室外超压、高温范围和气体流速产生的危害区域范围越大。在爆炸事故防治及泄爆设施设置上应考虑泄爆口与点火源的相对位置。（3）研究了氢气浓度对外部爆炸动力学机制及特征的影响。随氢气浓度增加,室外湍流动能、湍流区域及泄放火焰燃烧强度均呈先增加再减小的变化趋势。φ=40%时外部爆炸强度最大,且新的激波超压甚至超过了最大外部爆炸超压,进而对室外更远距离的建构筑物和人员造成严重威胁。此外,随氢气浓度增加,室外最大峰值温度呈先增加后减少的变化趋势,而最大峰值风速一直呈增大趋势。（4）阐明了外部爆炸特征与流场参数的关联机制。研究发现不同泄爆面特征参数下外部爆炸超压与泄放火焰速度、流场湍流动能具有正相关性。外部爆炸强度主要与外部气云燃烧强度有关,外部爆炸位置主要由未燃气云分布范围决定,而外部爆炸时间则由泄放火焰速度和未燃气云范围共同决定。流场湍流被认为是影响外部爆炸特征的间接因素,对外部爆炸强度、爆炸位置和发生时间起促进作用。
张家旭[3]（2021）在《气液共存受限空间可燃气体爆燃特性多因素影响实验研究》文中进行了进一步梳理市政污水管网、煤矿巷道等典型受限空间内往往积聚可燃气体,极易发生气体爆炸事故并造成重大伤亡。尽管研究者对受限空间内可燃气体爆燃特性开展了相关研究,但未充分结合实际管网、巷道等受限空间的结构和特点,尤其针对气液共存条件下蓄水、点火位置、检查井深度、不同的气体成分和浓度的影响涉及较少,对其内可燃气体的爆燃特性、灾害演化等研究仍相对不足,制约了其内爆燃灾害机理的揭示及防治技术的发展。为此,搭建自主设计的小尺寸爆炸实验平台,开展不同水位高度和甲烷浓度条件下的对比实验,研究爆燃压力、温度、火焰的发展变化规律;此外,基于流体动力学软件Fluidyn,建立了由竖直检查井和水平井构成的大尺度管网模型,研究了不同点火位置、检查井深度、不同的气体成分和浓度对甲烷爆燃特性的影响。（1）自主设计并搭建小尺寸爆炸实验平台,该平台包括管道系统、充配气系统、注液系统、点火与数据采集系统,能够实现不同水位高度条件下的可燃气体爆燃实验。（2）利用自主设计的爆炸实验平台开展了不同水位高度和甲烷浓度条件下的对比实验,结果表明,与无蓄水相比,当水位高度为2cm时,在爆燃过程中存在液态水吸热冷却造成压力时程曲线出现双峰或多峰结构。蓄水吸热汽化和水蒸气减缓了不同浓度甲烷爆燃温度的升高,并改变了爆燃火焰锋面形状,降低了火焰传播速度。与无蓄水时相比,当水位高度为2 cm时,6.5%～12.5%甲烷浓度范围内爆燃压力峰值降幅均值达23.76%,温度峰值降幅均值为13.82%。（3）采用流体动力学软件Fluidyn,建立了由顶端封闭、深度为（2 m、4 m和6 m）的竖直检查井和两端开口、长度各为20 m的水平井构成的管网模型,研究了不同点火位置（检查井上部、中部和下部）和检查井深度对甲烷爆燃特性的影响,得出点火位置的不同对爆炸火焰传播速度影响较大;检查井深度对爆炸压力峰值和爆炸温度峰值影响较小,但对爆炸火焰传播速度影响增强,尤其在检查井底部,随着检查井深度的增加,火焰传播速度增幅出现最大值。（4）管网模型由深度为4 m、顶端封闭的竖直检查井和长度各为20 m、两端开口的水平井构成,研究了不同的气体成分(6%CH4、6%CH4+1%C8H18)和浓度(2%、4%和6%C8H18)对可燃气体爆燃特性的影响,得出6%CH4与1%C8H18混合物的爆炸压力峰值、爆炸温度峰值和火焰传播速度明显高于6%CH4爆炸时的数值;油气浓度分别为2%、4%和6%时,整体表现为随着油气浓度的增加,爆炸压力峰值、爆炸温度峰值和火焰传播速度峰值持续减小。
李国春[4]（2021）在《管道内油气燃爆动力学特性及抑爆机理研究》文中指出随着经济的不断发展,化石燃料等不可再生能源作为主要消费能源,消耗进程在不断加快,其燃烧所造成的污染也越来越严重。为缓解这种压力,更多的清洁能源如氢气、乙醇、LPG和乙醇汽油等正在得到广泛的应用。其中,乙醇是一种可以用玉米、小麦、甘蔗等农作物加工而成的可再生燃料。由于乙醇中含有氧元素,在与汽油混合之后,可以促进燃烧、减少HC、CO和NOx的排放,因此乙醇汽油是被广泛应用于汽车的替代能源之一。已有的关于乙醇汽油的研究主要集中于乙醇汽油的燃烧特性和尾气排放等方面,对其在不同初始条件下的爆炸特性的研究较少。然而,在乙醇汽油的生产、运输和使用过程中,一旦泄漏到受限空间内形成汽油蒸气,遇到点火源就会发生爆炸,造成严重的人员伤亡和经济损失。因此,开展油气爆炸实验研究能更好的了解事故发生机理,具有重要的科学意义和实用价值。首先,本文通过自主搭建的小尺度爆炸模拟实验台和CFD数值模拟软件研究确定了不同初始浓度、初始配比和初始温度下的乙醇汽油蒸气的爆炸特性参数,如火焰传播特性、爆炸超压变化规律等。通过实验确定了初始配比为10%的乙醇汽油的富氧和贫氧两种状态,且发现在1.0 mL时配比为10%的乙醇汽油的爆炸威力最大。其次,初始配比对乙醇汽油的爆炸特性具有重要影响。在1.0 mL时,乙醇-汽油混合燃料的火焰传播速度和最大爆炸超压随混合比的增加而线性增加;最大超压的发生时间随混合比的增加而减小;而在初始体积为1.8 mL时,火焰传播速度和最大爆炸超压先减小后增大,且在E10（乙醇含量10%）附近时爆炸超压最大。定性地确定了爆炸超压和爆炸声压的关系,随着初始混合比的增加,最大声压与超压的趋势几乎一致,因此,通过非接触测量的声压可以在一定程度上预测爆炸超压变化。其次,爆炸特性研究的最终目的是通过了解爆炸发生的机理,从而能够控制爆炸的发生或减轻爆炸所造成的危害。本章利用小尺度爆燃测试实验平台,对以七氟丙烷为代表的气体抑爆剂和以细水雾为代表的水基抑爆剂的抑爆过程进行了实验模拟,并对两种抑爆剂的抑爆效果进行对比分析。七氟丙烷能有效抑制乙醇汽油爆炸。当七氟丙烷的浓度从1%增加到10%时,1.0mL E10爆炸的最大超压降低幅度从30%左右变为60%以上。此外,随七氟丙烷的浓度进一步增加,爆炸可以被完全抑制。当施加七氟丙烷抑爆时,观察到火焰颜色在七氟丙烷的作用下,由蓝色或黄色变为紫色。通过自主搭建的爆炸产物测试的GC-MS测试方法对爆炸的反应产物进行气相色谱-质谱分析,发现在抑爆后的产物中含有大量的含氮物质,说明紫色可能是在抑爆反应过程中CN自由基的光谱造成的。细水雾能够有效抑制乙醇汽油的爆炸。当细水雾浓度为160 g/m3时,乙醇汽油的最大爆炸超压下降了 52.3%;当细水雾施加浓度大于160g/m3时,爆炸被有效抑制;细水雾在抑爆过程中会使得火焰颜色从蓝色变为暗黄色。最后,从实际应用的角度出发,本文通过大尺度实验装置对小尺度抑爆实验结果进行验证。由于小尺度腔体的限制,抑爆时施加的细水雾是动量很小的超细水雾,无法安装实际灭火喷嘴。为了加深对使用实际灭火喷头产生的细水雾对油气爆炸抑制过程的认识,利用大尺度爆炸腔体开展一系列的细水雾抑爆的实验测试,确定了不同细水雾施加位置、腔体约束条件、细水雾添加剂和雾特性对抑爆过程的影响。细水雾的施加位置对抑制爆炸有重大影响,当施加在腔体的前部位置（距离点火点1.5m）时,由于火焰传播速度慢,不能满足液滴破碎的要求,爆炸反而得到了强化;但是,在强约束条件下,当在腔体后端（离点火点6m处）施加水雾时,爆燃受到抑制,这是因为火焰的传播速度超过了液滴破裂所需的临界速度,韦伯数大于12,液滴发生了二次破碎。细水雾抑爆效果受腔体约束条件的影响,在弱约束条件下,由于爆炸发生后第一时间发生泄压,因此在后端施加细水雾时对爆炸影响不大;而在强约束条件下,在后端施加细水雾则呈现出很好的抑爆效果。细水雾添加剂可以增强抑爆效果。与以往的小尺度实验结果类似,在大尺度爆炸试验中,含K2CO3添加剂的水雾与仅含水雾相比,进一步降低了爆炸强度。细水雾的雾特性对抑爆效果有重要影响。细水雾的粒径D32越小则意味着良好的抑爆效果。而且,细水雾的雾特性对抑爆效果的影响远大于使用K2CO3添加剂时的影响。因此,在实际应用中,在保证水雾输送距离和喷雾强度的条件下,最好设计一个小液滴的水雾系统。
于小哲[5]（2020）在《氢气/铝粉混合体系爆炸特性及火焰传播机理研究》文中研究指明在工业生产中,粉尘爆炸事故频发。湿法除尘工艺是粉尘防爆领域广泛应用的技术手段。对于化学性质活泼的铝粉,使用湿法除尘时,受潮铝粉可能放出氢气,诱发氢气/铝粉混合爆炸,给除尘工艺带来威胁。此外,氢气/铝粉混合体系还存在于工业生产烷基铝的反应原料、固体火箭推进剂AlH3脱氢反应中间产物等环境。现有爆炸研究还未系统涉及氢气/铝粉混合体系。已得到的针对纯铝粉和纯氢气爆炸研究成果还无法解释氢气与铝粉混合爆炸过程的两相协同机制。鉴于此,本文以氢气/铝粉混合体系爆炸超压及火焰传播特性为研究对象,主要开展的工作及结论如下:（1）搭建了可开展可燃气/粉尘混合体系研究的密闭可视柱形实验平台。该平台可实现同步采集介质爆炸特征参数与爆炸火焰传播过程。（2）实验研究了氢气浓度、铝粉粒径对混合体系最大爆炸压力Pex及最大爆炸压力上升速率（dP/dt）ex的影响。结果发现,存在一个影响Pex与（dP/dt）ex的变化趋势的临界氢气浓度（Pex为4%,（dP/dt）ex为10%）。氢气含量低于临界浓度,Pex与（dP/dt）ex受铝粉粒径影响明显;高于临界浓度,受氢气浓度影响明显。建立了适合描述铝粉在氢气中燃烧的热能速率增加方程,不同粒径粒子能量变化曲线与实验获得的Pex与（dP/dt）ex曲线变化趋势基本一致。（3）实验研究了氢气/铝粉混合物火焰传播速度变化规律。结果表明,火焰传播速度呈先加速后减速的趋势。当氢气浓度高于15%,火焰传播速度曲线出现两个波峰:以氢气燃烧为主的第一波峰和以铝粉燃烧为主的第二个波峰。随氢气浓度的增加,最大火焰传播速度vmax发生改变。氢气浓度低于4%,混合物vmax与纯铝粉vmax相当;氢气浓度4%-20%,混合物vmax不超过纯铝粉vmax的3倍;氢气浓度高于20%,混合物vmax超过110 m/s。（4）实验研究了氢气/铝粉混合爆炸火焰结构。发现混合物燃烧火焰微观结构与纯铝粉的非对称气相火焰形式不同,锋面上出现微扩散火焰,燃烧区内部为非对称火焰,且微扩散火焰的燃烧速度远大于非对称火焰。随氢气浓度的增加,爆炸火焰呈先离散后连续形貌。当氢气浓度低于20%,燃烧呈单锋面的热耦合火焰形貌;当氢气浓度高于20%,燃烧呈明显的气相火焰形貌,并出现氢气火焰锋面与铝粉火焰锋面分离的现象。（5）氢气/铝粉混合爆炸驱动机制可分为三个阶段:铝粉驱动混合爆炸阶段（氢气浓度低于10%）,Pex、（dP/dt）ex、vmax显着受铝粉影响,火焰呈离散粉尘燃烧形貌;过渡阶段（氢气浓度为1 0%-20%）,Pex、（dP/dt）ex、vmax显着受铝粉影响,火焰形貌由离散向连续转变,火焰传播速度曲线开始出现双波峰;氢气驱动混合爆炸阶段（氢气浓度高于20%）,Pex、（dP/dt）ex、vmax显着受氢气影响,火焰呈气相燃烧形貌。（6）研究了氢气/铝粉混合爆炸产物的形貌、组分与纯铝粉爆炸区别。氢气的存在,加剧了铝粉的不完全燃烧。中位径为56.18 μm和30.82 μm的铝粉在氢气-空气混合物中爆炸,产物中出现大粒径不完全燃烧颗粒、小粒径光滑颗粒和带孔氧化壳结构。中位径为5.07 μm的铝粉只出现不完全燃烧团聚体。对比纯铝粉爆炸,混合爆炸产物中增加了Al（OH）3、AlO（OH）等组分。新生成产物及中间产物加速了不完全燃烧颗粒的冷却,减少了铝颗粒表面絮状氧化铝的生成。（7）根据爆炸产物中含有的Al（OH）3、AlO（OH）等组分,基于铝粉燃烧反应动力学机理,构建了含23种气相组分和50步气相反应的氢气/铝粉混合爆炸反应动力学模型。结合火焰微观结构、产物形貌及经典铝粉燃烧理论,建立了氢气/铝粉火焰传播物理模型,分析了粉尘云燃烧模式。解释了氢气/铝粉混合爆炸反应动力学机理、火焰传播机理及氢-铝火焰相互作用关系。
周尚勇[6]（2020）在《金属阻隔防爆材料磁效应对预混可燃气体爆炸影响的研究》文中提出我国石油和化工行业在国民经济发展中发挥重要作用,是我国的支柱产业,然而近年石化企业频繁发生的爆炸、燃烧事故,引起全社会的强烈关注。在油气储罐中填充阻隔防爆材料是目前应用最为广泛的油气储罐本质安全措施之一。已有研究表明,磁场效应可直接影响爆炸自由基基元反应,进而影响爆炸反应剧烈程度,因此,开展金属阻隔防爆材料磁效应对可燃气体爆炸特征影响规律及反应机理的系统研究,对气体爆炸危害防控理论研究和新型阻隔防爆材料的研发都具有重要的理论意义和实践指导意义。本文利用自主设计的实验平台,以化工企业常见的发生爆炸事故的H2/Air、CH4/Air、C3H8/Air、C4H10/Air气体爆炸反应介质为研究对象,开展了金属铝丝、铜丝、镍丝、铁丝四种阻隔防爆材料对预混可燃气体爆炸抑爆性能的评价实验,并且开展了外加磁场对可燃气体爆炸反应特征影响规律的研究,本论文还利用气相色谱分析检测技术和CHEMKIN-PRO数值模拟软件对金属丝阻隔防爆材料对可燃气体爆炸反应的影响机理进行了研究。研究结果表明:在H2/Air预混气体爆炸实验中,四种金属丝阻隔防爆材料的抑爆性能无明显差异;在CH4/Air、C3H8/Air预混气体爆炸实验中,铁磁性金属铁丝、镍丝阻隔防爆材料抑爆性能优于非磁性金属铝丝、铜丝阻隔防爆材料,且随着可燃气体的体积分数和分子量的增大,这样的现象更加明显;在空管道的情况下,外加磁场对预混气体爆炸有一定的促进作用;在填充金属铁丝阻隔防爆材料的基础上,外加磁场对预混气体爆炸反应有明显的抑制作用。根据爆炸产物气相色谱定性定量分析和基于CHEMKIN-PRO数值模拟分析的机理研究发现:阻隔防爆材料加强了C3H8/Air预混气体爆炸生成烃类物质的支链反应,促进了C2H4、C2H6的生成;减弱了C3H8与氧气的反应,主要是通过捕捉和销毁HCO?自由基,减弱HCO?+O2→HO2?+CO基元反应;在减少CO、CO2生成的同时,显着减弱爆炸能量的释放,因此抑制了C3H8/Air预混气体的爆炸反应。研究表明,铁磁性金属材料的磁效应加强了对HCO?自由基的捕捉和销毁;在空管道外加直流电磁场,对预混可燃气体爆炸反应起到一定的激发作用;填充金属铁丝阻隔防爆材料后,外加直流电磁场进一步的抑制了可燃气体爆炸反应。
许威[7]（2020）在《硫化矿尘爆炸反应过程与数值模拟研究》文中进行了进一步梳理矿尘爆炸是高硫金属矿山地下开采的诸多安全隐患之一,国内东乡铜矿、铜官山铜矿等矿山发生过多次矿尘爆炸事故,造成了不小的人员和财产损失。研究硫化矿尘爆炸反应过程、机理和防治措施,在保障矿山企业安全开采方面具有重要的现实意义。为探究分散度对硫化矿尘爆炸特性的影响,经现场取样、实验室制样和20L球形爆炸装置-硫化矿尘爆炸试验,获得了不同矿尘浓度（250、500、750g/m3）、不同粒径（200、300、500目）、不同含硫量（1020%、2030%、3040%）下的矿尘爆炸强度（最大爆炸压力,Pmax）和反应速率（到达最大爆炸压力时间,T1）。发现当含硫量相同时,矿尘浓度为矿尘爆炸强度和反应速率的主控因素。当硫化矿尘浓度相同,且含硫量跨度较大时,矿尘爆炸强度主要由含硫量控制;当含硫量接近时,分散度为矿尘爆炸强度的主控因素,但并非爆炸反应速率的主控因素。通过引入Spearman相关性系数,评价了D10、D25、D50、D75、D90、Dave这6项粒径参数能否用于表征硫化矿尘爆炸强度与硫化矿尘反应速率。为探究硫化矿尘爆炸的反应过程,通过分析和计算硫化矿尘试验样品的分子式和物质的量,采用热力学研究软件Factsage,从化学反应的角度定性的分析和对比了黄铁矿、相同含硫量下的磁黄铁矿、相同质量下的磁黄铁矿随爆炸温度上升过程的氧化、分解、中间产物和最终产物的成分。研究发现,黄铁矿（FeS2）与氧气从室温到爆温的反应过程分为四个阶段,分别为FeS2的氧化阶段、SO3（g）的分解阶段、Fe2（SO4）3（s）的分解阶段、剩余SO3（g）的分解阶段。磁黄铁矿（Fe7S8）可以分为三个阶段,分别为Fe7S8的氧化阶段、Fe2（SO4）3（s）的分解阶段、剩余SO3（g）的分解阶段。二者最终主要产物均为SO2（g）、SO3（g）、Fe2O3（s）,中间主要产物均为Fe2（SO4）3（s）。为探究高硫金属矿井矿尘爆炸防治措施,在井下事故易发部位（装矿横巷）进行矿尘爆炸数值模拟研究。先进行20L球形爆炸装置-硫化矿尘爆炸试验数值模拟,通过最大爆炸压力验证基本模型的可靠性,再建立井下装矿横巷二维几何模型,通过FLUENT模拟压入式局部通风方式在不同风机工况（风速0.2、0.4、1、2m/s）下装矿横巷的硫化矿尘爆炸情况。结果表明,压入式通风方式的风速越大,排尘效果越好,降低硫化矿尘爆炸危害（高温、SO2）效果越明显。
韦一[8]（2020）在《甲烷、丙酮和正庚烷爆炸特性的实验研究》文中提出随着工业水平的快速发展,可燃气体和蒸气被广泛地应用于生产、储存和运输等环节中。然而,由此导致的爆炸事故也造成了巨大的人员伤亡和财产损失。因此,研究和分析此类物质的爆炸特性对预防爆炸事故具有重要意义。目前,国内外相关研究以实验测量可燃气体和蒸气的爆炸特性参数为主,且大多数实验均在宏观静止条件下进行,对流动状态下可燃气体和蒸气爆炸特性参数变化规律的研究不够充分。本文采用改进后的20 L球形爆炸容器测试系统,对甲烷、丙酮和正庚烷在宏观静止和流动状态下的爆炸特性参数进行了测量和计算,构造了拟合曲线对各参数变化规律进行分析,并对三种可燃物质的爆炸危险性和破坏性进行了评估,取得了一些有学术意义的研究成果:（1）实验研究了容器内初始真空度和流动状态对甲烷爆炸特性的影响。在0.2、0.4、0.6和0.8 bar的初始真空度下对不同浓度甲烷的爆炸特性参数进行测量。结果表明,随着初始真空度的降低,各工况下的爆炸压力及其上升率增大,相应的实验偏差度则减小。分别在宏观静止和流动状态下对不同浓度甲烷的爆炸特性参数进行测量。结果表明,随着浓度的增加,两种状态下甲烷的爆炸压力及其上升率均呈现先增大后减小的趋势,且最佳爆炸浓度（即危险程度最高的浓度）为11%。此外,流动状态下甲烷的最大爆炸压力小幅增加,最大爆炸压力上升率和爆炸指数则显着提高。（2）实验获得了宏观静止和流动状态下丙酮和正庚烷蒸气的爆炸特性参数,并对比分析了流动状态对两种蒸气爆炸特性的影响。分别在宏观静止和流动状态下对不同浓度丙酮和正庚烷蒸气的爆炸特性参数进行测量。结果表明,随着浓度的增加,两种状态下丙酮和正庚烷蒸气的爆炸压力及其上升率均呈现先增大后减小的趋势,且最佳爆炸浓度分别为6%和4%。此外,流动状态下丙酮和正庚烷蒸气的最大爆炸压力均小幅增加,最大爆炸压力上升率和爆炸指数则显着提高。（3）构造了拟合曲线对宏观静止和流动状态下测得的甲烷、丙酮和正庚烷爆炸特性参数变化规律进行分析,讨论了三种物质的爆炸危险性,并提供了预防爆炸发生的建议。结果表明,四阶多项式曲线可对三种物质的爆炸压力-浓度关系进行准确拟合,高斯曲线则可以准确地反映出三种物质爆炸压力上升率随浓度变化的规律。此外,两种状态下正庚烷蒸气的最大爆炸压力、最大爆炸压力上升率和爆炸指数均大于甲烷和丙酮,证明正庚烷是三种物质中爆炸危险性和破坏性最高的。在生产、储存和运输可燃气体和蒸气时,需合理设计防爆容器,严格监测可燃物浓度,并避免其处于流动环境。
闫彩彩[9]（2020）在《近抑爆极限氢气爆炸动力学行为研究》文中提出化石燃料的过度使用导致环境污染问题日益突出,新型清洁能源的开发使用是践行绿色发展理念的先决条件。作为一种清洁无碳能源载体,氢能源潜力巨大,由于氢气具备较低的点火能、较宽的爆炸极限及易扩散等危险属性,氢气爆炸事故时有发生。作为一种有效的安全防护技术,氢气爆炸抑制技术受到国内外专家学者的广泛关注,但现有研究对近抑爆极限氢气爆炸动力学行为的认知较为匮乏,无法为氢气爆炸抑制技术研究提供指导。鉴于此,本研究拟改变惰性气体种类、惰性气体含量、当量比和初始压力,研究近抑爆极限氢气爆炸火焰传播特性和爆炸压力行为,揭示惰性气体对氢气爆炸的抑制机理。本文主要工作内容和结论如下:（1）二氧化碳和氮气含量较低时,影响火焰失稳的主控因素是热扩散不稳定和流体动力学不稳定;二氧化碳和氮气含量接近爆炸极限时,火焰上浮变形严重,影响火焰失稳的主控因素是浮力不稳定,且浮力不稳定的增强可有效抑制热扩散不稳定性和流体力学不稳定性。抑爆介质是二氧化碳时,火焰上浮现象在当量比Φ=1.5时最弱,当量比向两侧偏离时,浮力失稳加剧;抑爆介质是氮气时,浮力不稳定性随当量比的增加逐渐减弱;对于不同的抑爆介质,随着初始压力的增加,浮力不稳定性均逐渐增强。（2）对于特定含量的二氧化碳和氮气,最大爆炸压力和最大升压速率随当量比的增加呈“先增后减”的趋势。对于特定当量比,随着二氧化碳和氮气含量的增加,最大爆炸压力和最大升压速率均逐渐减小。二氧化碳作为抑爆介质时,当量比Φ=0.6、0.8、1.0、1.5、2.0工况的临界抑爆比分别为7.50、7.18、5.74、3.83、2.87;氮气作为抑爆介质时,当量比Φ=0.6、0.8、1.0、1.5、2.0工况的临界抑爆比分别为15.83、11.87、9.50、6.33、4.75;惰性气体含量达到临界抑爆比时无法观测到明显的压力攀升现象。随当量比的增加,临界二氧化碳抑爆比和临界氮气抑爆比均逐渐减小。临界二氧化碳抑爆比低于临界氮气抑爆比,证明二氧化碳对氢气爆炸的抑制效果强于氮气。（3）随二氧化碳和氮气含量的增加,绝热火焰温度、热扩散率、活性基团摩尔分数均逐渐减小,上述因素共同作用致使氢气层流燃烧速度单调降低。相比于氮气,二氧化碳不仅可以直接参与基元反应OH+CO=H+CO2,还可以作为第三体参与H+OH+M=H2O+M等反应,以此消耗自由基团生成稳态的中间产物导致链式反应终止,进而导致二氧化碳对氢气爆炸压力的抑制效果明显高于氮气。
姜海鹏[10]（2019）在《固态抑爆剂抑制铝粉尘爆炸机理研究》文中研究表明金属产品（如铝制品）切削、打磨和抛光等加工和表面处理过程中会形成大量废弃的粉尘,当悬浮的粉尘浓度达到爆炸极限范围时,一旦遇到点火源极易造成爆炸事故。近年来,利用固态抑爆剂抑制铝粉尘爆炸成为研究热点。前人多偏重研究抑爆剂对铝粉尘爆炸强度参数的影响,缺乏对铝粉尘爆炸火焰传播特性的影响研究,针对铝粉尘爆炸抑制反应动力学机理的研究尤为不足。本文搭建了铝粉尘爆炸抑制实验系统,以5 μm（由气相反应和表面反应共同控制的燃烧模式）和30 μm（以气相反应为主的燃烧模式）铝粉尘为研究对象,选取碳酸氢钠SBC（碱金属盐类）、ABC干粉（磷系抑爆剂）、三聚氰胺氰尿酸盐MCA（氮系阻燃剂）和三聚氰胺聚磷酸盐MPP（磷-氮协同阻燃剂）四种典型固态抑爆剂,系统研究了固态抑爆剂对铝粉尘爆炸超压和火焰的影响,并结合化学反应动力学模拟,揭示了固态抑爆剂对铝粉尘爆炸的抑制机理。主要工作和结论如下:（1）研究了固态抑爆剂种类和浓度对铝粉尘爆炸超压的影响。当 ABC、MCA和MPP浓度较低时,气相产物增加以及热解产物NH3燃烧放出的额外热量会导致压力上升;当抑爆剂浓度较高时,抑爆剂对铝粉尘爆炸反应的抑制作用会导致压力下降;而SBC对铝粉尘爆炸反应抑制引起的压力下降始终大于气相产物增加导致的压力上升。所以最大压力随ABC、MCA和MPP浓度的增加先上升后下降,随SBC浓度的增加逐渐下降。当铝粉尘燃烧以气相反应为主时,四种固态抑爆剂的临界抑爆浓度从低到高依次为:MCA<MPP<ABC<SBC;当铝粉尘燃烧由气相反应和表面反应共同控制时,四种固态抑爆剂的临界抑爆浓度从低到高依次为:ABC<MCA<MPP<SBC。（2）研究了固态抑爆剂对铝粉尘爆炸火焰传播特性的影响。固态抑爆剂能够抑制铝颗粒气相扩散火焰,使连续铝粉尘火焰前锋变得离散。随着固态抑爆剂浓度的增加,铝粉尘爆炸火焰传播速度和火焰温度显着降低,稳定传播的铝粉尘火焰开始出现振荡。（3）结合热特性分析和X射线光电子能谱（XPS）分析,确定了固态抑爆剂热解产物和爆炸产物的化学成分,进而基于铝粉尘燃烧气相反应机理和表面反应机理,构建了铝粉尘爆炸抑制反应动力学模型。该模型共包含93种气相组分和489步气相反应,以及19种表面组分和49步表面反应。（4）揭示了抑爆剂对铝粉尘爆炸的详细抑制机理。物理抑制方面,固态抑爆剂通过热解吸收铝粉尘爆炸放出的热量,磷/氮系抑爆剂可以包覆在铝颗粒表面阻碍铝粉尘燃烧;化学抑制方面,抑爆剂通过自由基捕获反应和抑制循环反应（如NaO（?）Na和HPO3（?）PO2）消耗火焰自由基,使铝气相燃烧链式反应中断。抑爆剂还可降低铝粉尘颗粒表面活性位Al（L）密度,抑制铝粉尘燃烧表面反应,并通过降低铝颗粒表面氧化剂的扩散速率,减慢表面反应速率。
二、氢气爆炸反应压力探讨（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、氢气爆炸反应压力探讨（论文提纲范文）
（1）阻隔防爆材料对烷烃类气体爆炸自由基反应影响及机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景与研究意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 阻隔防爆材料抑爆性能研究 |
| 1.2.2 阻隔防爆材料抑爆机理研究 |
| 1.2.3 抑爆机理探究技术研究 |
| 1.3 本文研究的主要内容 |
| 第二章 不同阻隔防爆材料抑爆行为研究 |
| 2.1 实验设备与材料 |
| 2.1.1 实验设备 |
| 2.1.2 实验材料 |
| 2.2 实验步骤 |
| 2.3 不同材料下相同填充表面积的实验结果 |
| 2.3.1 甲烷在不同阻隔防爆材料下爆炸特征 |
| 2.3.2 乙烷在不同阻隔防爆材料下爆炸特征 |
| 2.3.3 丙烷在不同阻隔防爆材料下爆炸特征 |
| 2.3.4 正丁烷在不同阻隔防爆材料下爆炸特征 |
| 2.3.5 乙烯在不同阻隔防爆材料下爆炸特征 |
| 2.4 讨论与分析 |
| 2.4.1 不同气体实验结果对比 |
| 2.4.2 不同阻隔防爆材料实验结果对比 |
| 2.4.3 实验结果分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 数值模拟研究 |
| 3.1 数值模拟软件选取 |
| 3.2 数学模型基本理论 |
| 3.3 数值模拟方法 |
| 3.3.1 气相动力学 |
| 3.3.2 热力学 |
| 3.4 反应机理的确定 |
| 3.5 模拟求解步骤 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 实验与数值模拟综合分析 |
| 4.1 丙烷爆炸产物成分分析 |
| 4.2 丙烷数值模拟结果分析 |
| 4.2.1 主要产物反应速率 |
| 4.2.2 主要产物敏感性 |
| 4.2.3 主要产物反应路径 |
| 4.3 实验与数值模拟综合研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 作者及导师简介 |
（2）室内氢气爆炸诱发泄爆口外部爆炸的动力学特征（论文提纲范文）
| 学位论文数据集 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景与研究意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 泄爆诱导的外部爆炸过程及机理研究 |
| 1.2.2 外部爆炸诱发的室外复合灾害效应 |
| 1.2.3 现有研究存在的问题与不足 |
| 1.3 本文的主要工作及内容 |
| 1.3.1 本文的主要工作 |
| 1.3.2 本文实现的技术路线 |
| 第二章 气体爆炸数值方法 |
| 2.1 数值方法 |
| 2.1.1 控制方程 |
| 2.1.2 湍流模型 |
| 2.1.3 燃烧模型 |
| 2.1.4 计算方法 |
| 2.2 数值方法验证 |
| 2.2.1 网格独立性验证 |
| 2.2.2 计算域尺寸验证 |
| 2.2.3 数值方法可靠性验证 |
| 2.3 本章小节 |
| 第三章 泄爆面特征参数对外部爆炸影响 |
| 3.1 研究方案 |
| 3.2 开启压力对外部爆炸流场及特征的影响研究 |
| 3.2.1 外部流场特征 |
| 3.2.2 外部爆炸分布特征 |
| 3.2.3 外部复合灾害效应 |
| 3.3 开启时间对外部爆炸流场及特征的影响研究 |
| 3.3.1 外部流场特征 |
| 3.3.2 外部爆炸分布特征 |
| 3.3.3 外部复合灾害效应 |
| 3.4 泄放系数对外部爆炸流场及特征的影响研究 |
| 3.4.1 外部流场特征 |
| 3.4.2 外部爆炸分布特征 |
| 3.4.3 外部复合灾害效应 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 点火位置对外部爆炸影响分析 |
| 4.1 研究方案 |
| 4.2 点火位置对外部爆炸流场及特征的影响研究 |
| 4.2.1 外部流场特征 |
| 4.2.2 外部爆炸分布特征 |
| 4.2.3 外部复合灾害效应 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 气体浓度对外部爆炸影响分析 |
| 5.1 研究方案 |
| 5.2 气体浓度对外部爆炸流场及特征的影响研究 |
| 5.2.1 外部流场特征 |
| 5.2.2 外部爆炸分布特征 |
| 5.2.3 外部复合灾害效应 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 外部爆炸与约束条件相关性分析 |
| 6.1 外部爆炸超压与流场参数关联性分析 |
| 6.2 外部爆炸动力学分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 研究结论 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 作者及导师简介 |
（3）气液共存受限空间可燃气体爆燃特性多因素影响实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景与研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 受限空间可燃气体爆燃压力研究现状 |
| 1.2.2 受限空间可燃气体爆燃温度研究现状 |
| 1.2.3 受限空间可燃气体爆燃火焰研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第二章 气液共存受限空间可燃气体爆燃传播实验平台构建 |
| 2.1 实验平台设计思路 |
| 2.2 实验平台搭建 |
| 2.2.1 管道系统 |
| 2.2.2 充配气系统 |
| 2.2.3 注液系统 |
| 2.2.4 点火与数据采集系统 |
| 2.3 实验平台测试方法 |
| 2.3.1 气密性检测 |
| 2.3.2 预混效果检测 |
| 2.3.3 实验流程 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 气液共存受限空间可燃气体爆燃特性对比实验研究 |
| 3.1 实验方案 |
| 3.2 爆燃压力对比 |
| 3.2.1 爆燃压力时程 |
| 3.2.2 爆燃压力峰值 |
| 3.3 爆燃温度对比 |
| 3.3.1 爆燃温度时程 |
| 3.3.2 爆燃温度峰值 |
| 3.4 爆燃火焰传播对比 |
| 3.4.1 爆燃火焰形态 |
| 3.4.2 爆燃火焰传播速度 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 受限空间结构对可燃气体爆燃特性的影响研究 |
| 4.1 数值方法 |
| 4.1.1 数值模型 |
| 4.1.2 实验验证 |
| 4.2 研究方案 |
| 4.3 点火位置影响分析 |
| 4.3.1 爆燃压力 |
| 4.3.2 爆燃温度 |
| 4.3.3 火焰传播速度 |
| 4.4 检查井深度影响分析 |
| 4.4.1 爆燃压力 |
| 4.4.2 爆燃温度 |
| 4.4.3 火焰传播速度 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 受限空间可燃气体组分和浓度对爆燃特性的影响研究 |
| 5.1 研究方案 |
| 5.2 气体成分影响分析 |
| 5.2.1 爆燃压力 |
| 5.2.2 爆燃温度 |
| 5.2.3 火焰传播速度 |
| 5.3 气体浓度影响分析 |
| 5.3.1 爆燃压力 |
| 5.3.2 爆燃温度 |
| 5.3.3 火焰传播速度 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 研究结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 作者及导师简介 |
（4）管道内油气燃爆动力学特性及抑爆机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 预混油气爆炸特性的研究现状 |
| 1.2.1 油气爆炸理论 |
| 1.2.2 油气爆炸的影响因素 |
| 1.2.3 油气爆炸的研究现状 |
| 1.3 爆炸抑制机理的研究现状 |
| 1.3.1 惰性气体抑爆 |
| 1.3.2 粉体抑爆 |
| 1.3.3 细水雾抑爆 |
| 1.3.4 其他抑爆措施 |
| 1.4 本研究主要内容与章节安排 |
| 第2章 实验平台构建与研究方法 |
| 2.1 小尺度爆燃测试实验平台 |
| 2.1.1 可视化密闭爆炸管 |
| 2.1.2 数据采集系统 |
| 2.1.3 点火系统 |
| 2.1.4 智能温度控制系统 |
| 2.1.5 同步控制系统 |
| 2.1.6 油气和抑爆剂施加系统 |
| 2.1.7 循环系统 |
| 2.1.8 实验工况及流程 |
| 2.2 大尺度爆燃实验平台 |
| 2.2.1 控制室 |
| 2.2.2 物料准备及存储区 |
| 2.2.3 爆燃主框体 |
| 2.2.4 循环系统 |
| 2.2.5 点火系统 |
| 2.2.6 数据采集系统 |
| 2.2.7 远程及同步控制系统 |
| 2.2.8 细水雾施加系统 |
| 2.2.9 实验工况及流程 |
| 2.3 数值模拟实验 |
| 2.3.1 CFD模拟软件介绍 |
| 2.3.2 CFD模拟设置 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 管道中油气爆燃特性的研究 |
| 3.1 初始体积对乙醇汽油爆燃特性的影响 |
| 3.1.1 初始体积对火焰传播特性影响的实验研究 |
| 3.1.2 初始体积对爆炸超压特性影响的实验研究 |
| 3.2 初始配比对乙醇汽油爆燃特性的影响 |
| 3.2.1 初始配比火焰传播特性影响的实验研究 |
| 3.2.2 初始配比爆炸压力特性影响的实验研究 |
| 3.2.3 初始配比爆炸声压特性影响的实验研究 |
| 3.3 初始温度对油气爆炸影响的模拟研究 |
| 3.3.1 CFD模拟与小尺度实验结果对比验证 |
| 3.3.2 初始温度对油气爆炸超压的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 不同抑爆剂对油气爆燃抑制的小尺度研究 |
| 4.1 七氟丙烷对乙醇汽油爆燃特性影响的实验研究 |
| 4.1.1 七氟丙烷对爆炸火焰传播特性的影响 |
| 4.1.2 七氟丙烷对爆炸压力特性的影响 |
| 4.2 细水雾对油气爆炸影响的实验研究 |
| 4.2.1 细水雾对爆炸火焰传播特性的影响 |
| 4.2.2 细水雾对爆炸压力特性的影响 |
| 4.3 七氟丙烷和细水雾对乙醇汽油爆燃的抑爆对比分析 |
| 4.3.1 七氟丙烷的抑爆机理分析 |
| 4.3.2 细水雾的抑爆机理分析 |
| 4.3.3 七氟丙烷和细水雾的抑制油气爆炸对比 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 油气爆燃抑制的大尺度验证 |
| 5.1 大尺度条件下未施加细水雾时的爆炸特性 |
| 5.2 弱约束条件下细水雾对油气爆炸的影响 |
| 5.3 强约束条件下细水雾对油气爆炸的影响 |
| 5.3.1 细水雾施加位置对爆炸的影响 |
| 5.3.2 细水雾添加剂对爆炸的影响 |
| 5.3.3 细水雾的雾特性对爆炸的影响 |
| 5.4 大尺度条件下细水雾抑爆的机理分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（5）氢气/铝粉混合体系爆炸特性及火焰传播机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 铝粉尘爆炸研究 |
| 1.2.1 铝颗粒微观燃烧过程及机理研究 |
| 1.2.2 铝粉尘云爆炸特性研究 |
| 1.2.3 铝粉尘云爆炸机理研究 |
| 1.3 可燃气/粉尘混合体系爆炸研究 |
| 1.3.1 混合体系爆炸感度参数研究 |
| 1.3.2 混合体系爆炸强度参数研究 |
| 1.3.3 混合体系爆炸火焰传播及机理研究 |
| 1.4 尚未解决的问题 |
| 1.5 本文研究内容和技术路线 |
| 2 可视密闭实验平台及实验材料 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 可视密闭可燃气/粉尘混合体系爆炸测试平台 |
| 2.2.1 可视密闭燃烧室 |
| 2.2.2 喷粉及配气系统 |
| 2.2.3 点火系统 |
| 2.2.4 压力采集系统 |
| 2.2.5 高速摄影系统 |
| 2.2.6 时间同步控制系统及控制箱 |
| 2.2.7 装置精度及可靠性 |
| 2.2.8 实验操作流程 |
| 2.3 火焰精细结构采集系统 |
| 2.4 实验材料的选取及特性分析 |
| 2.4.1 铝粉的物化特性、粒径分布及形貌结构 |
| 2.4.2 氢气物化特性 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 氢气浓度对混合物爆炸超压及火焰传播特性影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 介质浓度的选择依据 |
| 3.3 氢气浓度对混合物爆炸超压影响 |
| 3.3.1 氢气浓度对混合物最大爆炸压力P_(ex)影响 |
| 3.3.2 氢气浓度对混合物最大爆炸压力上升速率(dP/dt)_(ex)影响 |
| 3.4 氢气浓度对混合物爆炸火焰传播行为影响 |
| 3.5 氢气浓度对混合物火焰传播速度影响 |
| 3.5.1 氢气浓度对混合物火焰传播速度和点火延迟时间影响 |
| 3.5.2 混合物爆炸超压与火焰传播同步关系 |
| 3.5.3 氢气浓度对混合物最大火焰传播速度影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 铝粉粒径分布对混合物爆炸超压及火焰传播特性影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 铝粉粒径分布对混合物爆炸超压影响 |
| 4.2.1 铝粉粒径分布对混合物最大爆炸压力P_(ex)影响 |
| 4.2.2 铝粉粒径分布对混合物最大爆炸压力上升速率(dP/dt)_(ex)影响 |
| 4.2.3 粒子能量变化对混合物爆炸超压行为解释 |
| 4.3 铝粉粒径分布对混合物火焰传播行为及燃烧时间影响 |
| 4.3.1 铝粉粒径分布对混合物火焰传播行为影响 |
| 4.3.2 铝粉粒径分布对混合物火焰传播时间影响 |
| 4.4 铝粉粒径分布对混合物火焰传播速度影响 |
| 4.5 氢气/铝粉混合爆炸驱动机制 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 氢气/铝粉混合物密闭空间内爆炸机理 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 火焰精细结构 |
| 5.2.1 微爆现象 |
| 5.2.2 微扩散火焰 |
| 5.2.3 非对称火焰 |
| 5.2.4 火焰不同位置颗粒燃烧状态 |
| 5.3 爆炸产物扫描电镜(SEM)变化规律及EDS能谱分析 |
| 5.3.1 爆炸产物扫描电镜(SEM)变化 |
| 5.3.2 爆炸产物EDS能谱分析 |
| 5.4 爆炸产物组分分析及反应动力学机理 |
| 5.4.1 爆炸产物XPS能谱分析 |
| 5.4.2 爆炸反应通路 |
| 5.4.3 爆炸反应动力学模型 |
| 5.5 火焰传播物理模型及粒子燃烧模式 |
| 5.5.1 混合物火焰传播物理模型 |
| 5.5.2 混合物粉尘云燃烧模式 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 氢气/铝粉气相反应动力学机理 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（6）金属阻隔防爆材料磁效应对预混可燃气体爆炸影响的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景与研究意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 可燃气体爆炸特征 |
| 1.2.2 可燃气体爆炸机理研究 |
| 1.2.3 可燃气体爆炸抑爆技术 |
| 1.2.4 磁场效应对预混气体爆炸影响规律研究 |
| 1.2.5 CHEMKIN软件发展历程简述 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第二章 不同金属阻隔防爆材料抑爆性能研究 |
| 2.1 实验装置及基本操作 |
| 2.1.1 实验设备 |
| 2.1.2 实验方法 |
| 2.2 实验内容 |
| 2.2.1 金属铝丝阻隔防爆材料抑爆实验 |
| 2.2.2 金属铜丝阻隔防爆材料抑爆实验 |
| 2.2.3 金属镍丝阻隔防爆材料抑爆实验 |
| 2.2.4 金属铁丝阻隔防爆材料抑爆实验 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 不同金属阻隔防爆材料抑爆性能的差异 |
| 2.3.2 不同可燃气体对金属阻隔防爆材料抑爆性能的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 外加直流电磁场对可燃气体爆炸特征影响规律研究 |
| 3.1 实验装置及基本操作 |
| 3.1.1 实验装置 |
| 3.1.2 实验方法 |
| 3.2 实验内容 |
| 3.2.1 甲烷、丙烷、丁烷爆炸实验 |
| 3.2.2 不同浓度的C_3H_8/Air爆炸实验 |
| 3.2.3 外加直流电磁场与金属磁性耦合作用实验 |
| 3.3 讨论分析 |
| 3.3.1 外加直流电磁场对不同可燃气体爆炸反应的影响规律 |
| 3.3.2 外加直流电磁场对不同体积分数丙烷爆炸反应的影响规律 |
| 3.3.3 外加直流电磁场与金属磁性耦合效应对丙烷爆炸反应的影响规律 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 阻隔防爆材料抑制丙烷气体爆炸的机理研究 |
| 4.1 实验装置及基本操作 |
| 4.1.1 实验装置 |
| 4.1.2 研究方法 |
| 4.2 爆炸产物的检测分析 |
| 4.2.1 爆炸产物的气相色谱分析 |
| 4.2.2 爆炸物理参数与产物组分变化的关系 |
| 4.3 阻隔防爆材料抑爆机理的数值模拟研究 |
| 4.3.1 数值模拟研究动力学模型确定 |
| 4.3.2 金属阻隔防爆材料的抑爆机理研究 |
| 4.3.3 磁效应对金属阻隔防爆材料抑爆性能影响的机理研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 作者及导师简介 |
（7）硫化矿尘爆炸反应过程与数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源与研究基础 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 矿尘爆炸反应条件及防治措施 |
| 1.2.2 矿尘爆炸主要影响因素 |
| 1.2.3 矿尘爆炸反应过程 |
| 1.2.4 粉尘爆炸试验研究现状 |
| 1.2.5 粉尘爆炸数值模拟研究现状 |
| 1.3 主要研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线图 |
| 第二章 分散度对硫化矿尘爆炸特性的影响 |
| 2.1 试样的来源与制备过程 |
| 2.2 试样的基本性质测定 |
| 2.3 硫化矿尘爆炸试验 |
| 2.3.1 试验设备 |
| 2.3.2 硫化矿尘爆炸试验结果 |
| 2.4 分散度对硫化矿尘爆炸特性的影响 |
| 2.4.1 分散度对硫化矿尘爆炸强度的影响 |
| 2.4.2 分散度对硫化矿尘爆炸反应速率的影响 |
| 2.4.3 分散度对硫化矿尘爆炸特性的相关性分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于Factsage的硫化矿尘爆炸反应过程研究 |
| 3.1 热力学分析软件Factsage |
| 3.2 参与硫化矿尘爆炸的主要物质化学组成和晶型特征 |
| 3.3 硫化矿尘爆炸化学反应模拟 |
| 3.3.1 硫化矿尘爆炸试验结果 |
| 3.3.2 假设条件 |
| 3.3.3 初始反应条件 |
| 3.3.4 求解过程 |
| 3.3.5 化学反应产物变化 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于FLUENT的硫化矿尘爆炸模拟研究 |
| 4.1 求解过程 |
| 4.2 假设条件与材料参数 |
| 4.3 基本模型 |
| 4.4 20L球形爆炸装置-硫化矿尘爆炸试验数值模拟 |
| 4.4.1 20L球形爆炸装置几何模型的建立 |
| 4.4.2 边界条件设置 |
| 4.4.3 爆炸压力模拟结果验证 |
| 4.5 金属矿井装矿横巷矿尘爆炸数值模拟 |
| 4.5.1 装矿横巷几何模型的建立 |
| 4.5.2 通风工况 |
| 4.5.3 装矿横巷初始状态 |
| 4.5.4 装矿横巷内硫化矿尘爆炸结果分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（8）甲烷、丙酮和正庚烷爆炸特性的实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 可燃气体和蒸气爆炸基本理论 |
| 1.2.1 爆炸灾害的分类 |
| 1.2.2 爆炸产生原理 |
| 1.2.3 爆炸特性参数 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 可燃气体爆炸特性的国内外研究 |
| 1.3.2 可燃蒸气爆炸特性的国内外研究 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 标准测量方法及实验装置介绍 |
| 2.1 爆炸特性参数标准测量方法 |
| 2.2 实验装置介绍 |
| 2.2.1 20L球形爆炸容器 |
| 2.2.2 点火装置 |
| 2.2.3 配气、进气装置 |
| 2.2.4 气流输出装置 |
| 2.2.5 冷却、排气装置 |
| 2.3 实验选材及浓度范围确定 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 甲烷爆炸特性的实验研究 |
| 3.1 实验方案 |
| 3.2 实验原理和方法 |
| 3.3 容器内初始真空度对甲烷爆炸特性的影响 |
| 3.4 流动状态对甲烷爆炸特性的影响 |
| 3.4.1 流动状态对甲烷爆炸压力的影响 |
| 3.4.2 流动状态对甲烷爆炸压力上升率和爆炸指数的影响 |
| 3.4.3 本章实验结果与文献资料对比情况 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 丙酮蒸气爆炸特性的实验研究 |
| 4.1 实验方案 |
| 4.2 实验原理与方法 |
| 4.3 流动状态对丙酮蒸气爆炸特性的影响 |
| 4.3.1 实验前准备工作 |
| 4.3.2 流动状态对丙酮蒸气爆炸压力的影响 |
| 4.3.3 流动状态对丙酮蒸气爆炸压力上升率和爆炸指数的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 正庚烷蒸气爆炸特性的实验研究 |
| 5.1 实验方案 |
| 5.2 流动状态对正庚烷蒸气爆炸特性的影响 |
| 5.2.1 实验前准备工作 |
| 5.2.2 流动状态对正庚烷蒸气爆炸压力的影响 |
| 5.2.3 流动状态对正庚烷蒸气爆炸压力上升率和爆炸指数的影响 |
| 5.3 甲烷、丙酮和正庚烷爆炸特性参数对比情况 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究不足与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 硕士期间学术成果 |
（9）近抑爆极限氢气爆炸动力学行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 氢气爆炸特性研究现状 |
| 1.2.2 氢气爆炸抑制研究现状 |
| 1.3 本文研究内容和技术路线 |
| 2 实验系统和实验材料 |
| 2.1 实验装置 |
| 2.1.1 球形密闭腔室 |
| 2.1.2 纹影光学系统 |
| 2.1.3 压力测试与数据采集系统 |
| 2.1.4 高压点火与时序同步控制系统 |
| 2.1.5 配气系统 |
| 2.2 实验材料 |
| 2.3 实验流程与实验初始条件 |
| 2.3.1 实验流程 |
| 2.3.2 实验初始条件 |
| 3 惰性气体对氢气爆炸火焰传播行为的影响 |
| 3.1 惰性气体对氢气爆炸火焰形态的影响 |
| 3.2 浮力不稳定性 |
| 3.2.1 二氧化碳含量和当量比对火焰浮力不稳定性的影响 |
| 3.2.2 氮气含量和当量比对火焰浮力不稳定性的影响 |
| 3.2.3 初始压力对火焰浮力不稳定性的影响 |
| 3.3 本章小节 |
| 4 惰性气体对氢气爆炸压力行为的影响 |
| 4.1 二氧化碳对爆炸压力行为的影响 |
| 4.1.1 二氧化碳含量、当量比及初始压力对爆炸压力的影响 |
| 4.1.2 热力学与化学反应动力学特性分析 |
| 4.2 氮气对爆炸压力行为的影响 |
| 4.2.1 氮气含量、当量比及初始压力对爆炸压力的影响 |
| 4.2.2 热力学与化学反应动力学特性分析 |
| 4.3 临界抑爆比 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（10）固态抑爆剂抑制铝粉尘爆炸机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外相关工作研究进展 |
| 1.2.1 铝粉尘爆炸机理研究 |
| 1.2.2 铝粉爆炸抑制机理研究 |
| 1.3 本文主三要研究内容和技术路线 |
| 2 铝粉尘爆炸抑制实验系统: |
| 2.1 铝粉尘爆炸超压抑制实验系统 |
| 2.1.1 喷粉装置和除尘装置 |
| 2.1.2 点火装置 |
| 2.1.3 控制和数据采集装置 |
| 2.2 铝粉尘爆炸火焰抑制实验系统 |
| 2.2.1 燃烧管道 |
| 2.2.2 喷粉装置 |
| 2.2.3 点火装置 |
| 2.2.4 温度测量装置 |
| 2.2.5 高速摄像装置 |
| 2.2.6 时序控制和数据采集装置 |
| 2.2.7 粉尘云浓度测量装置 |
| 2.3 实验材料特性 |
| 2.4 固态抑爆剂热特性分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 固态抑爆剂对铝粉尘爆炸超压的影响 |
| 3.1 铝粉尘爆炸动力学行为 |
| 3.2 抑爆剂对铝粉尘爆炸最大压力的影响 |
| 3.3 抑爆剂对铝粉尘爆炸燃烧时间的影响 |
| 3.4 临界抑爆浓度 |
| 3.5 爆炸产物微观形貌和化学组分分析 |
| 3.5.1 微观形貌分析 |
| 3.5.2 化学组分分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 固态抑爆剂对铝粉尘爆炸火焰的影响 |
| 4.1 铝粉尘火焰传播机制 |
| 4.2 抑爆剂对铝粉尘爆炸火焰形态和微观精细结构的影响 |
| 4.3 抑爆剂对铝粉尘爆炸火焰传播速度的影H响 |
| 4.4 抑爆剂对铝粉尘爆炸火焰温度的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 固态抑爆剂对铝粉尘爆炸的抑制机理研究 |
| 5.1 数值计算模型 |
| 5.2 抑爆剂对铝燃烧气相反应的影响 |
| 5.3 抑爆剂对铝燃烧表面反应的影响 |
| 5.4 抑爆剂对铝粉尘爆炸动力学行为的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 铝气相燃烧抑制动力学机理 |
| 附录B 铝表面反应动力学机理 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
四、氢气爆炸反应压力探讨（论文参考文献）
- [1]阻隔防爆材料对烷烃类气体爆炸自由基反应影响及机理研究[D]. 王乐. 北京石油化工学院, 2021(02)
- [2]室内氢气爆炸诱发泄爆口外部爆炸的动力学特征[D]. 胡倩然. 北京石油化工学院, 2021(02)
- [3]气液共存受限空间可燃气体爆燃特性多因素影响实验研究[D]. 张家旭. 北京石油化工学院, 2021(02)
- [4]管道内油气燃爆动力学特性及抑爆机理研究[D]. 李国春. 中国科学技术大学, 2021
- [5]氢气/铝粉混合体系爆炸特性及火焰传播机理研究[D]. 于小哲. 大连理工大学, 2020
- [6]金属阻隔防爆材料磁效应对预混可燃气体爆炸影响的研究[D]. 周尚勇. 北京石油化工学院, 2020(06)
- [7]硫化矿尘爆炸反应过程与数值模拟研究[D]. 许威. 江西理工大学, 2020(01)
- [8]甲烷、丙酮和正庚烷爆炸特性的实验研究[D]. 韦一. 江苏大学, 2020(02)
- [9]近抑爆极限氢气爆炸动力学行为研究[D]. 闫彩彩. 大连理工大学, 2020(02)
- [10]固态抑爆剂抑制铝粉尘爆炸机理研究[D]. 姜海鹏. 大连理工大学, 2019(06)