一种新型替代制冷剂爆炸极限的实验研究

根据美国材料试验学会（ASTM）E681-01标准建立了爆炸极限实验装置,对实验原理及爆炸极限影响因素进行了分析.HFC-161/125/32的物性与HCFC-22相似,且环境性能良好,其臭氧消耗潜能（ODP）值为零,全球变暖潜能（GWP）值小于HCFC-22,可作为HCFC-22的替代制冷剂直接使用.测试了不同体积比的二元混合工质HFC-125/161和HFC-125/32的爆炸极限,并给出了作为HCFC-22替代制冷剂的三元混合物HFC-161/125/32的临界爆炸曲线图. 结果表明, 爆炸极限对保证可燃性制冷剂在生产和使用过程中的安全性有重要的作用.     

可燃制冷剂爆炸极限及抑制的理论与实验研究

对影响可燃制冷剂爆炸极限的因素进行了讨论分析,指出仅凭测试的爆炸极限来确定可燃工质的爆炸范围是不可靠的,应考虑测试条件和安全系数.用具有阻燃作用的制冷剂与可燃制冷剂组成混合制冷剂抑制可燃制冷剂的可燃性,研制了可燃工质爆炸极限测试装置,对18种抑制后的混合制冷剂爆炸极限进行了实验研究.     

可燃制冷剂爆炸极限及抑制的理论与实验研究

对影响可燃制冷剂爆炸极限的因素进行了讨论分析,指出仅凭测试的爆炸极限来确定可燃工质的爆炸范围是不可靠的,应考虑测试条件和安全系数。用具有阻燃作用的制冷剂与可燃制冷剂组成混合制冷剂抑制可燃制冷剂的可燃性,研制了可燃工质爆炸极限测试装置,对18种抑制后的混合制冷剂爆炸极限进行了实验研究。     

可燃制冷剂爆炸抑制模拟实验研究

CFC_5(氯氟烃)及HCFC_5(氢氯氟烃)正在逐步淘汰,研究制冷用替代物并安全使用已成为制冷技术发展的重要趋势。文章通过建立可燃制冷剂爆炸极限测试实验台,研究了三种阻燃工质分别与六种可燃制冷剂混合后爆炸极限的变化情况,分析了可燃制冷剂爆炸极限的影响因素,阻燃工质对单一组元可燃工质抑爆程度受阻燃工质自身物化特性、外界环境温度、遇明火火焰能量高低、盛装计量容器外形尺寸等因素的影响。主要探索了不可燃工质对爆炸极限的抑制作用,并通过建立两种临界抑制浓度估算模型,对具有阻燃作用的制冷剂与可燃制冷剂的混合工质进行了深入实验研究。结果表明:HFC类可燃制冷剂加入阻燃工质后爆炸极限范围变化明显,而HC类可燃工质变化不大;计算出不可燃组元混合工质临界抑爆浓度,计算结果与实验结果误差小于10%;研究得到具有理想阻燃作用的哈龙替代物(CF_3I、R134a等),其不同程度的掺混,将使可燃制冷剂失去可燃特性。     

蒸汽爆炸最小点火能测试敏感条件的确定

最小点火能是衡量可燃气体（或蒸汽）爆炸危险程度的一个重要参数，对它进行较为准确的测定有重要意义．不同的实验装置和不同的测定方法所测结果有很大差别．本文介绍了气体爆炸最小点火能测试的主要影响因素，通过实验找出了在２０Ｌ爆炸罐中最小点火能测试的敏感条件，为最小点火能的准确测试提供了必要基础．     

推进剂粉尘点火测试系统设计

针对传统的粉尘爆炸测试装置结构复杂且能量损耗较高的问题,以哈特曼管为粉尘爆炸容器,采用＂高压击穿、低压续弧＂原理,增设了精确控制与测量装置,进行了推进剂粉尘点火系统的改进和设计.实验结果表明,改进后的测试系统能够有效的测量混合体系粉尘爆炸的最小点火能,测量精度达到mJ量级,提高了点火能量的利用率和精确度.     

空气低温氧化原油产出气的爆炸极限研究

设计了可燃性气体的爆炸极限测定装置,通过测定其安全性和准确性均符合本实验要求.空气与原油在油藏温度和一定压力下,低温氧化后得到CO、CH_4、CO_2等气体,根据该产出气的组成配制模拟混合气体,研究其爆炸情况,通过人工配制,对原油低温氧化后产出气中各组分比例进行调节,研究测定了不同压力和温度条件下的被测气体爆炸极限以及最高允许氧含量.结果表明:按照产出气组分比例配制的混合气体,不会在油藏条件下发生爆炸;爆炸极限和最高允许氧含量随温度和压力条件改变而改变,高温低压条件易使混合气体发生爆炸,而低温高压条件混合气体不易发生爆炸;二氧化碳对混合气体的爆炸有一定的抑制作用.     

煤层气液化全流程爆炸极限分析

低投资成本的撬装式液化装置对于煤层气的开发利用十分重要,针对煤层气开发现状,提出液环泵加压煤层气的混合制冷剂循环液化新工艺,并分析计算了煤层气液化全流程中的爆炸极限,指出不同液化压力下,煤层气的安全液化极限低温不同,该极限温度随液化压力增加而升高.爆炸极限的分析为设计安全高效小型液化平台提供直接的理论参考.     

点火延迟时间对铝粉爆炸压力的影响研究

在实验室自行设计的水平管道式粉尘爆炸装置中,利用高压电极点火,在不同点火延迟时间对3种粒度铝粉的爆炸压力进行了实验研究.结果表明:随着点火延迟时间的增大,铝粉的最大爆炸压力和最大压力上升速率先增大后减小;存在一个最佳点火延迟时间使得最大爆炸压力和最大压力上升速率的值最大.而且铝粉粒度越大,最佳点火延迟时间越小.同时,还存在一个可爆延迟时间范围,随着铝粉粒度的改变,该延迟时间范围也会发生相应的变化.最后,从理论上对实验结果进行了定性分析.     

碳酸钙对金属粉尘最小点火能的影响研究

为了预防和缓解金属粉尘爆炸,研究了碳酸钙对金属粉尘爆炸的惰化作用.在粉尘云最小点火能测试装置内,针对高爆铝粉和高爆镁铝合金粉,选用碳酸钙为惰化剂,研究了碳酸钙浓度(以10%为梯度递增)对最小点火能的影响.结果表明:碳酸钙对金属粉尘有惰化抑爆效果,添加碳酸钙会增大金属粉尘的最小点火能;而且碳酸钙浓度越高,混合粉尘的最小点火能越大,并且在一定范围内二者近似成线性关系;当碳酸钙达到一定浓度后,再高的点火能量也不会使金属粉尘发生爆炸.     

煤粉—惰性介质混合体系爆炸特性实验研究

为深入认识煤粉—惰性介质混合体系爆炸行为,在Siwek 20 L球形爆炸测试系统内研究了煤粉—惰性介质混合体系的爆炸威力(最大爆炸压力、最大升压速率、燃烧持续时间)、敏感度(爆炸上、下限)和惰性介质的抑爆效力,并重点考察了点火能量、煤粉热值、惰性介质组分、煤粉浓度、煤/惰性介质混合比等因素的影响。结果表明,添加惰性介质能显著降低煤粉爆炸威力,其抑爆效力随点火能量增加而下降,并由此建议采用5～10 kJ点火能量考察惰化效应;煤粉热值增加可显著提高混合体系的爆炸威力;就惰化效应而言,湿分的抑爆效力优于磷酸二氢铵和碳酸钙,而磷酸二氢铵的抑爆效力又优于碳酸钙,其中煤粉完全惰化所需惰化剂量与煤尘浓度密切相关,在200～400 g/m3处有最大值,为"最危险浓度";增加惰性介质添加量可降低爆炸上限,提高爆炸下限,有效压缩煤粉尘可爆浓度范围。研究结果对深入理解粉尘爆炸规律、优化惰化标准,完善测试方法有参考价值。     

Effect of CO2 on explosion limits of flammable gases in goafs

In order to reduce the number of accidents due to explosions of flammable gases in the goaf of coalmines,the conditions for explosion of flammable gases and their explosion limits,affected to a considerable extent by COz,are explored.With the use of our experimental equipment suitable for the study of explosion of polybasic explosive gas mixtures,we investigated the effect of CH4/H2=10/1 and CH4/C2H4=10/1 gases mixed with CO2 on their explosion limits.The results indicate that after adding CO2,the explosion limit of the CH4/H2 (or C2H4) = 10/1 gas mixtures decreased markedly with increasing amounts of CO2.When the amount of CO2 exceeded 25%,the CH4/C2H4=10/1 flammable gas mixture did not lead to explosions.Similar results were obtained when the amount of CO2 exceeded 23% in the CH4/H2=10/1 flammable gas mixture.We also compared the explosion limits and the explosion suppression effect of N2 or CO2 on the explosion limits of the CH4+CO and CH4+C2H4 dual explosive gas mixtures.Along with the increases in the amounts of CO2 or N2,the area of the explosion limits of gas mixtures decreased.Under the same conditions,the explosion suppression effect of CO2 was greater than that of N2.CO2 has clearly the better suppression effect on the explosion of flammable gases in goafs.     

Effect of CO_2 on explosion limits of flammable gases in goafs

In order to reduce the number of accidents due to explosions of flammable gases in the goaf of coalmines,the conditions for explosion of flammable gases and their explosion limits,affected to a considerable extent by CO2,are explored.With the use of our experimental equipment suitable for the study of explosion of polybasic explosive gas mixtures,we investigated the effect of CH4/H2=10/1 and CH4/C2H4=10/1 gases mixed with CO2 on their explosion limits.The results indicate that after adding CO2,the explosion limit of the CH4/H2(or C2H4) =10/1 gas mixtures decreased markedly with increasing amounts of CO2.When the amount of CO2 exceeded 25%,the CH4/C2H4=10/1 flammable gas mixture did not lead to explosions.Similar results were obtained when the amount of CO2 exceeded 23% in the CH4/H2=10/1 flammable gas mixture.We also compared the explosion limits and the explosion suppression effect of N2 or CO2 on the explosion limits of the CH4+CO and CH4+C2H4 dual explosive gas mixtures.Along with the increases in the amounts of CO2 or N2,the area of the explosion limits of gas mixtures decreased.Under the same conditions,the explosion suppression effect of CO2 was greater than that of N2.CO2 has clearly the better suppression effect on the explosion of flammable gases in goafs.     

烷烃气体对甲烷爆炸下限影响的实验研究

为确定烷烃类混合气体中甲烷的爆炸极限,设计了混合气体爆炸实验系统.在实验系统中,采用高精度计算机配气系统配气,其所得到的混合气体含量误差小于1%,从而使气体爆炸下限更加精确.运用该实验系统研究了丙烷、异丁烷混合气体对甲烷爆炸下限的影响.实验结果表明：当混有丙烷的体积分数达到0.60%时,甲烷的爆炸下限可以降到1.35%;当异丁烷的体积分数约为0.30%时,甲烷的爆炸下限可降到1.80%.研究结果对煤矿瓦斯监测的可靠预警具有重要意义.     

空间高度对球面网壳结构内爆炸响应的影响

基于修正后的Johnson-Cook材料模型,应用ANSYS/LS-DYNA建立K8型单层球面网壳计算模型,对内爆炸下不同空间高度的结构爆炸响应进行计算和分析。首先,分析结构内爆炸冲击波传播规律,验证模型参数选取的可行性;其次,讨论内爆炸作用下球面网壳的动力响应,对比分析不同本构模型对爆炸响应的影响;最后,定义下部支承结构所围体积占结构所围总体积的比值为空间高度系数,讨论空间高度系数对墙面未开洞和墙面开洞球面网壳动力响应的影响。结果表明,爆炸冲击波在球面网壳结构角部有汇聚效应,与反射冲击波共同作用,严重影响球面网壳结构的动力响应;对于墙面未开洞的球面网壳,爆炸响应受反射冲击波影响较大;对于墙面开洞的球面网壳,爆炸响应受空间高度系数影响较大。基于研究结果给出了球面网壳结构在内爆炸下防爆和抗爆设计的合理空间高度系数建议值。     

T形RC剪力墙抗震变形指标限值试验

为研究T形钢筋混凝土(RC)剪力墙的抗震性能及其变形指标限值,根据中国现行规范要求,设计了12个不同剪跨比、设计轴压比及暗柱纵筋配筋率的T形RC剪力墙试件,通过低周往复试验对其破坏形态、滞回性能、耗能能力、变形能力进行研究.根据试验结果,提出基于骨架曲线和基于试验现象的划分方法,将12个试件划分为完好、轻微损坏、轻中等破坏、中等破坏、较严重破坏、严重破坏6个性能状态,并得到各试件不同性能状态对应的变形指标限值;同时结合收集的T形RC剪力墙试验结果进行回归分析,建立T形RC剪力墙不同性能状态下的变形指标限值与剪跨比、设计轴压比及暗柱纵筋配筋率之间的关系.结果表明:随着剪跨比的减小,试件的破坏形态由弯曲破坏转向弯剪破坏;基于骨架曲线的性能状态划分方法能建立起T形RC剪力墙变形指标限值与损伤程度的对应关系,具有合理性与适用性;其中T形RC剪力墙的变形指标限值与剪跨比、暗柱纵筋配筋率呈正相关性,与设计轴压比呈负相关性.     

氮气对人工煤气抑爆技术的实验研究

在理论分析及大量实验的基础上,通过向爆炸场加入惰性介质氮气用以改变可燃气体爆炸极限的方法对多元爆炸性混合气体人工煤气抑爆技术进行了实验研究．结果表明,惰性介质氮气可以缩小人工煤气爆炸极限的范围,提高爆炸下限,降低人工煤气的可燃性;当惰性介质氮气达到一定的浓度后,可将人工煤气惰化为不可燃气体,抑制其爆炸的发生,从而解决了人工煤气的安全问题．     

柴油蒸汽云扩散及爆炸风险的实验研究

在研发的液态烃类挥发及扩散实验平台上,检测了在密闭条件下,距液面上方0.4、0.8、1.2 m及1.6 m处柴油蒸汽云扩散变化规律,以及温度分别为30、60、90、120℃的柴油蒸汽云易爆敏感区的范围和达到爆炸限的时间。结果表明:在特定高度处,蒸汽云扩散稳定时蒸汽云体积分数与柴油温度之间呈对数关系;液面上方0.8 m左右为易爆敏感区,且蒸汽云体积分数达到爆炸限的时间与柴油温度呈指数关系;柴油温度增高,饱和蒸汽压及蒸汽云体积分数均增高。研究提供的液态烃类挥发及扩散实验平台,实现了对柴油泄漏后蒸汽云扩散分布、可爆炸蒸汽云生成的时间及范围的定量分析,实验结果可为柴油爆炸灾害的预警和控制提供指导。