【摘 要】
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为了探明瓦斯/煤尘耦合爆炸灾害强化的产生机制,采用20 L球、高速纹影和PIV对瓦斯/煤尘爆炸初期复合火焰加速特性、压力变化进行了实验研究,并对其爆炸瞬间的流场特征进行了分析.结果 表明:相比甲烷/空气爆炸,同一甲烷浓度下,瓦斯/煤尘爆炸初期火焰传播速度稍有降低,焰胞状结构减少,火焰上浮现象几乎消失;马克斯坦长度随甲烷浓度的增大而减小且均为正值,表明爆炸初期复合火焰发展趋于稳定,有利于煤尘粒子参与燃烧反应.甲烷浓度接近最佳当量浓度、煤尘粒径越小或煤尘质量浓度增加接近最佳浓度时能诱发复合火焰加速,导致爆炸威
【机 构】
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河南理工大学煤炭安全生产河南省协同创新中心,焦作454003;重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室,重庆400044
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为了探明瓦斯/煤尘耦合爆炸灾害强化的产生机制,采用20 L球、高速纹影和PIV对瓦斯/煤尘爆炸初期复合火焰加速特性、压力变化进行了实验研究,并对其爆炸瞬间的流场特征进行了分析.结果 表明:相比甲烷/空气爆炸,同一甲烷浓度下,瓦斯/煤尘爆炸初期火焰传播速度稍有降低,焰胞状结构减少,火焰上浮现象几乎消失;马克斯坦长度随甲烷浓度的增大而减小且均为正值,表明爆炸初期复合火焰发展趋于稳定,有利于煤尘粒子参与燃烧反应.甲烷浓度接近最佳当量浓度、煤尘粒径越小或煤尘质量浓度增加接近最佳浓度时能诱发复合火焰加速,导致爆炸威力增强.低浓度瓦斯/煤尘复合体系对煤尘质量浓度的提高更敏感,而随着煤尘浓度的增大,甲烷浓度对瓦斯/煤尘复合体系的影响逐渐降低.初始爆炸强度对瓦斯/煤尘复合体系有重要影响.9％瓦斯/煤尘爆炸体系由于初始爆炸强度高,复合火焰中心负压使多数煤尘粒子做向心运动,火焰前锋周围聚集了大量煤尘粒子,同时在火焰前锋周围形成的大量方向相反的大涡量旋涡,促进了煤尘表面与氧气的快速接触,加剧了燃烧反应.研究结果将为瓦斯/煤尘耦合爆炸灾害防治提供指导.
其他文献
空气除湿器中,吸湿溶液和湿空气在温差和湿差驱动下进行热量和水分的传递.为量化该过程的不可逆程度,定义了湿空气和溶液水分传递过程的潜热(炽)及(炽)耗散并得到了绝热逆流除湿器中热质传递过程的(炽)平衡方程,给出了潜热(炽)的简化表达式及其T-Q1 图分析法.用上述新定义和分析方法对典型绝热逆流除湿器中湿空气和溶液热质交换过程进行了分析计算,结果表明,过程的潜热(炽)耗散约为显热(炽)耗散的3倍,因此,除湿器中水分传递的优化需要引起足够重视.
The semimagic nucleus 90Zr,with Z =40 and N =50,is investigated in terms of large scale shell model calculations.A logical agreement is obtained between the available experimental data and predicted values.The cal-culated results indicate that the low-lyi
气动探针是叶轮机械风洞实验中关键测试工具,有必要开展能够提高测量精度、扩展适用范围的基础性研究.本文推导出气体压缩因子δε～f(p*,ps,κ,λ)来修正伯努利方程,并讨论了扩展探针校准文件的适用范围问题.研究结果表明:本文所提出的气流速度算法与现行的算法相比的计算误差在1.9×10-5～2.1×10-5内,具有可信性.引入气体压缩因子的修正项能够实现利用低速和跨声速流动的校准文件来求解高亚声速流动的气流速度和马赫数,其误差值均在接受范围内.但是,求解跨声速流动时的误差值超出接受范围.本文的研究能够丰富完
超临界水气化(SCWG)技术由于其清洁及高效性而具有广阔的应用前景,反应过程中颗粒表面的Stefan流动不可忽略.本文主要开展在雷诺数10～200范围内的不同Stefan流方向以及强度对超临界水绕流固定球形颗粒的曳力以及传热过程影响的研究,同时对颗粒周围的流场以及速度和温度边界层进行了分析,结果表明,随着内向Stefan流强度的增大,曳力系数与努塞尔数均呈现增大的趋势,速度与温度边界层的厚度均呈现减薄的趋势;随着外向Stefan流强度增大,以上结论呈现相反趋势.
基于显微粒子成像测速(Micro-PIV)技术,对微通道内单柱绕流特性展开实验研究,分析了10＜ Re＜ 350范围内不同高度流层的速度场、涡量场及旋涡特性.结果 表明:微尺度绕流现象相比宏观尺度存在滞后,首次出现旋涡的第一临界Re约为10.随着Re的增大,尾流区长度不断增加,旋涡尺度逐渐增大,旋涡中心位置向下游延伸.涡量强度随Re的增加而提高,涡量向下游扩散能力增强,高涡量区变窄.不同高度流层的速度场与涡量场存在差别,体现出三维效应.
直流螺旋管式蒸汽发生器具有结构紧凑和换热系数高等优点,能够进一步提高液态金属反应堆的紧凑性和经济性.此时蒸发器壳侧为液态金属横掠管束流动,而在可查阅文献中专门针对液态金属横掠顺排管束的换热关系式却很有限.本文采用SST k-ω模型和湍流普朗特数模型数值研究了液态铅铋合金横掠顺排管束的流动和换热特征.首先采用前人的实验结果对数值模型进行了验证,模拟结果与努塞尔数实验值偏差小于8％.研究了普朗特数、雷诺数以及管束结构对液态金属横掠顺排管束换热特征的影响.讨论了不同工况下分子热扩散系数和湍流热扩散系数对于换热的
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为提高铝纳米流体燃料的长期存储稳定性能,制备了大分子长链改性剂改性的纳米铝颗粒,基于沉降法和紫外-可见光光谱分析报道了最优改性剂Span-65,该改性剂可用于改善纳米铝颗粒在高密度碳氢燃料JP-10中的稳定性.通过X射线衍射(XRD)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)、X射线光电子能谱(XPS)和同步热分析(TGA/DSC3+)对Span-65包覆的纳米铝颗粒进行结构和性能表征,研究了Span-65包覆层吸附特性,探究了Span-65改性机理.
采用大涡模拟(LES)结合Ffowcs Williams-Hawkings(FW-H)方程研究了波浪前缘对后掠叶片前缘宽频噪声的降噪效果.通过放置于叶片上游的圆柱产生各向异性的湍流,湍流与后掠叶片相互干涉产生宽频噪声.气流流速设置为40m/s,基于叶片弦长和基于圆柱直径的雷诺数约为400000和26000.在该研究中,研究对象为直前缘后掠叶片和波浪前缘后掠叶片.结果表明:当来流为各向异性的湍流时,波浪前缘可以降低叶片干涉噪声,并且在各个远场方位角下均能降低噪声总声压级而不改变其指向性,添加波浪前缘叶片降噪
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