爆轰火焰在管道阻火器内的传播与淬熄特性

作     者：孙少辰 毕明树 刘刚 邓进军 SUN Shaochen;BI Mingshu;LIU Gang;DENG Jinjun

作者机构：大连理工大学化工机械学院辽宁大连116024 沈阳特种设备检测研究院辽宁沈阳110035 大庆师范学院化学工程学院黑龙江大庆163712 

基　　金：沈阳市科技计划项目(F14-048-2-00) 大庆师范学院青年基金项目(12ZR19) 

出 版 物：《化工学报》 (CIESC Journal)

年 卷 期：2016年第67卷第5期

页      码：2176-2184页

摘      要：在水平封闭的直管中,采用自主研制的阻爆实验系统(包括传感器系统、配气系统、数据采集系统、点火系统等)对不同活性预混气体爆轰火焰在波纹管道阻火器内的传播与淬熄过程进行了实验研究。结果显示当可燃气体接近当量浓度时(丙烷4.2%、乙烯6.6%、氢气28.5%,均为体积分数),预混气体从点燃到火焰淬熄过程历时非常短,总体可分为4个阶段,缓慢燃烧阶段、快速燃烧阶段、加速燃烧阶段和超压振荡阶段。丙烷-空气、乙烯-空气预混气体在D=80 mm的管道阻火器中,爆炸压力峰值较高。当管道直径增加至400 mm时,爆炸压力峰值逐渐降低,其中乙烯-空气预混气体的爆炸压力峰值仅为3 MPa左右;氢气-空气预混气体的爆炸压力峰值随管径的增加呈递增趋势。对爆轰速度的研究结果表明,丙烷-空气、乙烯-空气预混气体爆轰速度数值相差不大,丙烷-空气预混气体甚至稍高些;而氢气-空气的爆轰速度数值较高。而且随着管径的增加,管壁热损失增大及其阻力因素等原因影响使预混气体爆轰速度趋向平稳。最后,从经典传热学理论出发,推导出了阻火单元厚度与爆轰火焰速度之间的关系。并结合实验数据,提出了爆轰安全阻火速度的计算方法,为工业装置阻火器的设计和选型提供更为准确的参考依据。

主 题 词：阻爆实验系统 爆轰火焰 波纹管道阻火器 爆炸压力 安全阻火速度 

学科分类：08[工学] 0837[0837] 

核心收录：

D　O　I：10.11949/j.issn.0438-1157.20151383

馆 藏 号：203153555...