容积式受限空间油气爆燃火焰特征的实验研究

根据容积式受限空间油气爆燃火焰特征实验研究的需要,设计了实验系统,进行了不同油气体积分数下的油气爆燃模拟实验。基于实验所得的瞬时火焰信号数据与火焰图像,分析了不同油气体积分数下容积式受限空间内油气爆燃的火焰形态结构、传播速度、强度与持续时间等主要行为特征,所得结果对探索油气爆燃机理与基本规律具有重要参考意义。     

不同形状受限空间内油气爆燃特性的实验研究

基于实验对4个不同形状的20L容器内的油气爆燃过程进行了研究,探讨了不同形状受限空间内爆炸压力荷载的变化和火焰行为的区别。结果表明:管道（短管和长管）的压力时序曲线较容积式受限空间（球形容器和立方体容器）的压力时序曲线更复杂,并且出现压力振荡;随着初始浓度的增加,超压值和平均升压速率均先增大后减小,在浓度为1.74%时达到最大值,此时,超压从大到小依次为:长管>短管>立方体>球形容器,平均升压速率从大到小依次为:短管>立方体>长管>球形容器;在爆燃初期,立方体中火焰行为为半球状层流火焰→扁平层流火焰,火焰速度先增大后减小,最大速度为12.5 m/s,长管中火焰行为为半球状层流火焰→拉伸指状火焰,火焰速度一直增大,最大速度为40 m/s。     

不同形状受限空间内油气爆燃特性的实验研究北大核心CSCD

基于实验对4个不同形状的20L容器内的油气爆燃过程进行了研究,探讨了不同形状受限空间内爆炸压力荷载的变化和火焰行为的区别。结果表明:管道(短管和长管)的压力时序曲线较容积式受限空间(球形容器和立方体容器)的压力时序曲线更复杂,并且出现压力振荡;随着初始浓度的增加,超压值和平均升压速率均先增大后减小,在浓度为1.74%时达到最大值,此时,超压从大到小依次为:长管>短管>立方体>球形容器,平均升压速率从大到小依次为:短管>立方体>长管>球形容器;在爆燃初期,立方体中火焰行为为半球状层流火焰→扁平层流火焰,火焰速度先增大后减小,最大速度为12.5 m/s,长管中火焰行为为半球状层流火焰→拉伸指状火焰,火焰速度一直增大,最大速度为40 m/s。     

对油气管道爆燃事故多发的反思

<正>2014年8月1日凌晨,台湾地区高雄市前镇区多条街道陆续发生可燃气体外泄,并引发多次大爆炸。据台湾灾害应变中心8月3日最新统计,事故已致28人死亡,302人受伤。事发原因初步判断为,华运仓储输送给李长荣化工的丙烯管道发生泄漏,丙烯液体泄流到路旁的侧沟,再到箱涵,沿着雨水下水道一直流窜,并在常温下成为易燃易爆的丙烯气体,在水沟     

端部开口受限空间汽油蒸气爆燃超压特性研究

基于实验研究了端部开口半受限空间内汽油蒸气泄放爆燃特性,获得了受限空间 内外爆燃超压的变化规律。研究结果表明:受限空间内部超压随时间变化分为点火孕育 期、加速泄流期、外部爆燃期、波动振荡期、衰弱恢复期,爆燃过程中出现多超压峰值 现象且伴随有强烈的压力振荡;随着初始油气浓度的增大,受限空间外部爆燃超压先增 大后减小,外部爆燃超压最大浓度为1.70%;随着比例距离的增加,受限空间外部超压 值呈负指数规律衰减,且横向衰减速率要大于轴向衰减速率。     

惰性气体抑制瓦斯爆燃火焰传播特性实验研究*

为研究惰性气体抑制瓦斯爆燃火焰传播特性,在自行搭建的中尺度爆炸激波管道上,采用数据采集系统、压电式传感器、火焰传感器、同步控制系统和激光纹影测试系统,通过对比4种不同喷射压力（0.5,1.5,2.5,3.5 MPa）的实验工况,选用N2做为惰性介质时抑制火焰的传播特性与喷射压力密切相关,火焰传播速度随着喷射压力增加呈现先增加后减弱的趋势。研究结果表明:少量N2在管道中扩散,加剧了未反应预混气体的扰动状态,造成火焰阵面褶皱的卷吸能力增强,进而加速化学反应进程,促进预混气体燃烧;喷射压力为1.5 MPa时,火焰阵面拉升、变形最强,火焰传播速度提高,最高可达到250 m/s;喷射压力为3.5 MPa时,火焰阵面出现明显三维凹陷结构,运动发生明显滞后现象,火焰传播速度大幅度降低至5.4 m/s,惰性气体抑制火焰传播效果明显。     

预混乙炔-空气爆燃火焰在平板狭缝中传播与熄灭的实验研究

通过对预混乙炔-空气爆燃火焰在平板狭缝中的传播与熄灭过程进行试验研究,分析临界火焰传播速度、狭缝高度和熄灭长度之间的关系。实验结果表明,当狭缝高度一定时,临界火焰传播速度越大,熄灭长度越大,熄灭长度与临界火焰传播速度近似呈正比例关系。在相同的临界火焰传播速度条件下,随着狭缝高度的增加,熄灭长度值迅速增大,说明狭缝高度对预混火焰的传播与熄灭有显著影响。     

石油装卸储运作业场所油气污染状况测试与分析研究

作为船舶运输的大宗货物,石油在港口装卸储运过程中存在的油气污染不容忽视。本文从石油装卸储运的工艺及作业过程出发,阐明了油气产生的过程及方式,详细分析了石油装卸储运作业场所油气的来源,并对油轮、油码头作业现场油气污染状况进行了全面的调查、测试与分析,表明了港口石油装卸储运过程中各作业场所油气污染状况。     

基于机器学习与SHAP的油气储运事故风险分析

为深入研究对油气储运事故风险产生显著影响的因素,并探究其发生的特征与规律,本文研究收集了627起油气储运事故数据,并运用这些数据进行了建模分析。研究选取了11个关键因素,包括事故场景、操作因素等,作为模型的输入特征,而事故风险程度则作为输出结果。在评估体系方面,本研究引入了一系列指标,如准确率、AUC等,以评价模型的性能表现。在模型比较方面,我们将LightGBM模型与XGBoost和RF三种模型进行了综合对比,结果显示LightGBM模型表现出色,性能优异。此外,研究还利用SHAP方法对模型进行了可视化分析,以探究各种因素对事故风险程度的影响。研究结果明确指出,事故风险程度受到多个因素的影响,其中最为关键的因素包括事故场景、员工操作、安全管理,以及二者之间的耦合影响。为减少重大事故风险的发生,本研究强调了两个关键方面：首先需着重关注各类事故场景的安全管理体系是否健全,以确保事故场景的安全性。其次需要确保员工具备熟练的职业技能和接受充分的安全培训,从而降低操作因素和安全知识匮乏对事故风险的影响。这些举措将有助于预防重大事故的发生。     

石油装卸储运作业场所油气污染状况测试与分析研究

作为船舶运输的大宗货物,石油在港口装卸储运过程中存在的油气污染不容忽视。     

基于激波管的油气爆炸实验和数据分析

通过对封闭激波管的油气爆炸实验,发现了爆炸时存在"呼吸"现象和震荡现象。通过对爆炸时的压力时间序列分析,除了得到了不同位置压力数量变化特征外,还得到了"呼吸"现象与油气的CH浓度和生成的二氧化碳浓度有关;在不同的CH浓度下,存在三种典型的压力变化曲线;震荡现象与CH浓度有关,没有固定的震荡周期,而且在不同压力变化阶段存在不同的震荡情况等结论。     

Dust cloud evolution and flame propagation of organic dust deflagration under low wall influence

The present study discusses experiments on organic dust explosions in a setup with low wall influence. The proposed apparatus decouples the dust dispersion and the deflagration event in two separate compartments. The use of a continuous-wave laser to illuminate the centre plane of the observation chamber allows capturing both, the dust cloud and the flame during the same experiment and eliminates typical problems caused by the limited dynamic range of high-speed cameras. A k-means clustering method is used for image segmentation to obtain the spatial extent and the propagation velocities of the unreacted particle cloud and the flame zone. Spatially resolved velocities are calculated by the additional use of an optical flow method. The main goal of the presented setup and image processing method is to provide high quality validation data for the development of numerical models on dust deflagration.     

氢气爆燃作用下核电站安全壳力学响应数值模拟分析

在核电站严重事故中,由氢气爆燃产生的压力载荷会危及安全壳完整性致其失效,进而造成放射性物质泄漏的严重危害。通过ANSYS/Fluent有限元数值模拟软件,建立了安全壳有限元模型,并对安全壳内氢气爆燃过程以及其力学特性进行了数值模拟研究,获得了氢气爆炸过程中的超压值、升压速率、安全壳变形以及压应力分布。结果表明:爆燃波传递引起压强升高,火焰阵面处压强最高,爆燃波所经区域超压疾速上升随后快速下降;爆燃作用下,顶部壳体和下部筒体连接区域混凝土位移最大,最大压应力也集中分布在该区域,最易受到破坏。获得的结论可为安全壳结构抗爆设计和安全性研究提供理论参考。     

障碍物对油气-空气混合气体泄压爆炸火焰传播特性影响

为了研究障碍物对油气泄压爆炸火焰传播特性的影响规律,进行了不同数量障碍物工况下的对比实验,并利用纹影仪和高速摄影仪记录了火焰传播过程,针对障碍物对火焰形态、火焰锋面位置及火焰传播速度的影响规律进行了研究,结果表明:圆柱体障碍物会导致油气泄压爆炸火焰形态产生褶皱和弯曲变形,诱导层流火焰向湍流火焰转变,加速火焰的传播,对油气泄压爆炸火焰的初始传播形态有显著影响;随着障碍物数量的增多,火焰锋面传播距离点火端的最大距离增大,但到达最远距离的时间减少;障碍物能够增强火焰的传播速度,尤其对障碍物下游火焰影响最为显著,随着障碍物数量的增多,火焰传播的最大速度也随之增大,但达到最大火焰传播速度的时间却随之减少;障碍物的存在增大了油气泄压爆炸过程外部爆炸压力,并且随着障碍物数量的增多,外部爆炸压力峰值增长幅度增大。     

Decomposing deflagration properties of acetylene under low temperatures

In this study, the decomposing deflagration properties of acetylene under temperatures down to −60 °C and pressures up to 0.2 MPa in a 1-L cylindrical closed vessel were experimentally investigated. The gases were ignited by an electric spark at the center of the vessel. The lower-limit pressures of decomposing deflagration by electric spark ignition were determined. The lower-limit pressure at 10 °C was 0.15 MPa, and it gradually increased with decreasing temperature. The lower-limit pressure at −60^oC was 0.18 MPa. The flame propagation properties, such as the pressure, were measured with pressure transducers mounted along the vessel. The maximum decomposing deflagration pressures and pressure rising rates also increased with decreasing temperature.     

大长径比管道汽油-空气混合气爆炸与抑制实验研究

为探究狭长受限空间中油气爆炸失控时的发展状态,探索高效环保的油气爆炸抑制方法,利用长径比155的管道开展92号汽油-空气混合气爆炸发展规律和七氟丙烷主动抑爆技术研究.通过测量不同端部开口条件下油气爆炸超压、火焰传播速度、火焰强度等参数,对比研究空爆和抑爆工况下的油气爆炸变化规律,探讨长直管道中的油气爆炸特性,分析七氟丙...     

七氟丙烷对狭长受限空间油气爆炸抑制实验研究

为研究七氟丙烷对油气爆炸的抑制作用,研制了主动式油气爆炸抑制装置,搭建 了狭长受限空间油气爆炸抑制实验系统,进行了油气爆炸抑制实验,并与无抑爆介质条 件进行了对比,分析了爆炸超压值、火焰传播速度和火焰强度等特性参数变化情况。实 验结果表明:当以3、4和5 kg七氟丙烷作为抑爆介质时,最大超压值分别下降34.05%、 50.78%和55.87%,平均火焰传播速度分别下降72.15%、79.87%和89.23%,火焰持续时间 明显缩短,火焰强度减弱;随着七氟丙烷质量的增加,抑爆效果越显著。     

泡沫金属对甲烷/空气爆燃火焰的淬熄实验研究

为研究多孔材料对甲烷/空气预混气体爆燃火焰的抑制淬熄效果,运用一套自主设计的管道爆炸抑制系统进行实验研究。在实验中运用高速摄像机记录爆燃火焰在穿过多孔材料板时的淬熄过程,采用20,40,60,80PPI (孔目数) 的4种多孔材料,研究不同孔目数的多孔材料对爆燃火焰传播的形态结构、火焰传播速度以及抑制淬熄等特性的影响。结果表明:多孔材料的孔目数对爆燃火焰传播的早期阶段影响较小,爆燃火焰都经历了半球形火焰和指形火焰阶段;当火焰传播到多孔材料板时,孔目数越大对火焰的降速作用越强,80PPI工况下爆燃火焰不能穿过多孔材料板,即发生淬熄。实验结果揭示了多孔材料对火焰的淬熄作用与微孔通道和火焰的相互作用有关。