激波管中水对瓦斯爆炸反应动力学特性的影响

为揭示水对激波诱导瓦斯爆炸反应动力学特性的影响规律,运用化学反应动力学数值分析方法,建立了描述激波诱导瓦斯爆炸反应动力学特性的数学模型,就激波诱导瓦斯爆炸过程中水对爆炸温度、冲击波速度、反应物摩尔分数、自由基摩尔分数及主要致灾性气体摩尔分数变化趋势的影响进行了数值模拟研究与对比分析。研究结果表明:在一定范围内,随着初始混合气体中水含量的升高,激波诱导瓦斯爆炸后,爆炸温度、冲击波速度,以及O自由基、H自由基、CO、NO和NO2等的摩尔分数均依次降低,而CO2的摩尔分数则依次升高。这说明在一定范围内混合气体中含水量的增加,会降低瓦斯爆炸强度,促进CO2的生成,抑制CO,NO及NO2等有毒有害气体的生成,尤其对H自由基和O自由基的抑制作用最为显著。     

定容燃烧反应器中瓦斯爆炸反应动力学计算模型

为解释和验证定容定质量绝热反应体系中瓦斯爆炸反应动力学机理的计算模型,将定容定质量绝热反应体系定义为一个理想反应体系,反应体系中的所有反应都在定容燃烧反应器中进行,将瓦斯气体定义为仅含甲烷的单组分气体,运用数值分析和数学物理方程的推导方法,以及物理化学研究方法,对定容燃烧反应器中瓦斯爆炸反应动力学机理的计算模型进行了推导、细化和求证,研究结果中方程组的解（温度参数和组分摩尔分数参数）准确的描述了定容定质量绝热反应体系中瓦斯爆炸反应动力学的变化过程和变化情况,从而解释和验证了定容定质量绝热反应体系中瓦斯爆炸反应动力学机理的计算模型。     

瓦斯热激波管热力动力问题和热力参数计算

利用可压缩流体动力学与热力学基本原理,分析了瓦斯热激波管的热力动力问题,提出瓦斯热激波管热力参数的计算方法．通过计算,提出了各种瓦斯浓度下瓦斯热激波管内激波的最大传播距离等结论．     

瓦斯爆炸微观动力学及热力学分析

利用密度泛函方法B3LYP/6-31G分别研究瓦斯气体与单重态和三重态氧的反应过程,优化得到各步反应反应物和产物的稳定构型及相应构型参数,计算得到各反应的反应焓变、吉布斯自由能和活化能等.从热力学和动力学角度分析计算结果,并与瓦斯爆炸链式反应机理比较,得到重要中间产物甲醛,以及产物甲醛基、二氧化碳、一氧化碳、水、氢自由基等.     

瓦斯爆炸的热力学模型图

瓦斯爆炸的热力学模型图张锡英译ｌ前言几年前发表的一篇论文中曾证明，借助于经过改进的Ｈｏｐｋｉｎｓｏｎ压力捧可以在试验室进行突发性甲烷爆炸的模拟试验。在这篇文章中阐述了利用从Ｈｏｐｋｉｎｓｏｎ捧所进行的试验成果和煤中气体吸附特性的有关数据，获得了一种关...     

瓦斯爆炸过程中激波产生的影响因素及其热力动力分析

研究了瓦斯爆炸过程中激波产生的影响因素,利用可压缩流体动力学与热力学基本原理,分析了瓦斯爆炸破膜时的热力动力问题,并计算出爆炸试验管内破膜时的主要热力参数。研究结果对于现场如何防治瓦斯爆炸,减轻瓦斯爆炸灾害具有一定作用。     

激波诱导预混瓦斯燃烧的数值模拟

利用Chemkin软件模拟了不同速度的激波诱导不同浓度的甲烷、空气混合气体燃烧的过程,得到：入射激波速度高于1 300 m/s时,瓦斯能发生燃烧,此时高压室压力大于11.004 MPa ,与实验结果基本吻合;初始压力越大,激波速度越快,瓦斯点火延迟时间时间显著减短,燃烧越容易发生;下游管道的直径大于3.8 mm时,对瓦斯燃烧的影响不大,但是下游管道直径过小,火焰容易熄灭,说明激波能诱导瓦斯燃烧。     

封闭空间水及CO_2对瓦斯爆炸反应动力学特性的影响分析

运用化学反应动力学理论,采用详细的瓦斯爆炸反应机理,分析了封闭空间内水及CO2对瓦斯爆炸反应动力学特性的影响。在4种工况条件下,通过数值模拟的手段,分析对比了水及CO2对瓦斯爆炸过程中温度、压力、反应物浓度、自由基浓度以及爆炸过程中生成的部分致灾性气体浓度等变化趋势的影响,找出了水及CO2对瓦斯爆炸反应动力学特性影响的异同。结果表明:CO2在降低瓦斯爆炸的强度方面比水的效果好。     

瓦斯爆炸冲击波的动力学规律及数值模拟研究

煤矿瓦斯爆炸极具破坏性,抑防瓦斯爆炸对煤矿安全生产的重要性不言而喻。利用一些基本假设,对瓦斯爆炸产生的冲击波的传播规律进行了分析研究。推导出强、弱冲击波传播过程中波阵面参数之间的关系式。同时,推导出瓦斯爆炸过程中形成的柱面冲击波超压等参数随距离传播和衰减规律。通过理论计算数据和数值模拟数据对比研究和对照分析,总体上数据之间的吻合程度较好。     

瓦斯爆炸冲击波超压的衰减规律

运用质量守恒、动量守恒和能量守恒定律及爆炸气体动力学理论等,对掘进巷道瓦斯爆炸冲击波的衰减规律进行研究.通过对瓦斯爆炸冲击波衰减规律分析表明:爆炸冲击波波阵面上的最大超压与传播距离和巷道断面积的平方根成反比,与瓦斯的初始爆炸能量的平方根成正比.实验与理论计算的对比结果表明:理论计算的数据与实验获得的数据比较接近,证明了冲击波超压随距离衰减公式的合理性.     

瓦斯爆炸冲击波在管道拐弯情况下的传播特性

针对一般空气区从实验和数值模拟两方面对瓦斯爆炸冲击波在管道拐弯情况下的传播特性进行了研究。通过实验研究发现了一般空气区瓦斯爆炸冲击波超压衰减系数在管道不同拐弯角度情况下与冲击波初始超压以及管道拐弯角度有关系,并确立了相互之间的关系式。通过数值实验计算分析了一般空气区瓦斯爆炸冲击波在管道拐弯情况下的超压变化规律,得出了瓦斯爆炸冲击波在管道拐弯情况下的压力分布情况。将模拟结果和试验结果进行对比分析,验证了数值模拟结果的可靠性。     

管道内金属网对瓦斯爆炸冲击波抑制作用的实验研究

为了研究金属网对瓦斯气体爆炸的抑制作用,设计了管道内圆柱状金属网体抑爆实验装置。通过对比空管实验与装有抑爆装置条件下爆炸冲击波的变化,分析了金属网在冲击波衰减过程中的能量变化。实验结果表明:圆柱状金属网体的长径比对冲击波有着重要的影响,且随着圆柱状金属网体长径比的增大,激波超压衰减率与之呈正相关;当长径比为1/0.2时,金属网弹性势能的增加在抑制作用中起主导作用,当长径比为2/0.2、3/0.2时,金属网内能的增加在抑制作用中起主导作用。     

细水雾抑制管道瓦斯爆炸的实验研究

在搭建细水雾抑制管道瓦斯爆炸的小尺寸实验平台和阐明瓦斯爆炸传播机理的基础上,研究细水雾抑制管道瓦斯爆炸的有效性,并对其进行定性、定量分析。研究发现：在水雾足量的情况下,细水雾能有效抑制管道瓦斯爆炸的传播速度、降低火焰温度,并能改变火焰图像特性;瓦斯浓度较高或雾通量不足时,细水雾将通过助燃促进瓦斯爆炸的产生。     

电磁场对瓦斯爆炸过程中火焰和爆炸波的影响

在实验的基础上,研究了电磁场对瓦斯爆炸过程中火焰传播和爆炸波的影响.研究结果表明：电磁场对瓦斯爆炸过程影响非常明显,加电磁场后瓦斯爆炸火焰传播速度和爆炸波超压均比光滑管道有大幅提高,而且随着电磁场强度的增加,影响程度加强.基于电磁场对瓦斯爆炸传播特性的实验结论,从理论上分析了电磁场对瓦斯爆炸的影响机理,并对实验现象做出了合理的解释.但是由于电场与磁场在瓦斯爆炸过程中的互相制约,电磁场效应不是磁场效应和电场效应简单的相互加剧关系.     

瓦斯爆炸诱导沉积煤尘参与爆炸作用模式

应用连续相、颗粒相计算方法对瓦斯爆炸诱导沉积煤尘参与爆炸的传播过程进行数值模拟,并以此对爆炸作用模式及其异同进行研究。根据模拟结果,从不同煤尘云点火机理在爆炸过程中所起主导作用将爆炸模式分别确定为沉积煤尘扬尘爆炸和沉积煤尘火焰燃烧。进一步分析表明：不同爆炸作用模式显著改变冲击波和火焰传播规律,影响小规模诱导火焰区的长度...     

基于GIS的瓦斯爆炸诱因预警技术

针对煤矿瓦斯爆炸灾害问题,应用统计分析方法建立了以瓦斯浓度与着火温度为主要因素的瓦斯爆炸诱因预警模型,将瓦斯爆炸诱因预警划分为4个等级.在GIS技术支持下,开发了基于 ArcView GIS 的预警模块,结合瓦斯传感器及温度传感器建立了预警系统.以平顶山煤业集团天安十二矿典型工作面为例,验证了预警技术的可行性.     

激波条件下煤粉爆炸压力的实验研究

通过管道式气体粉尘爆炸装置对激波诱导下煤粉爆炸压力进行了实验研究,并对其进行了分析,主要研究了不同激波强度,不同煤粉浓度,不同煤粉粒度对爆炸压力的影响.