约束端面对管内甲烷爆炸特性的影响

• 作者: 于水军 朱小超 李刚 杜德朋 王亚磊 窦增果 郑立刚
• 来源期刊: 爆炸与冲击
• 关键词: 约束端面 甲烷 爆炸 耦合分析 火焰传播 压力振荡
• 年，卷（期）: 2019,（9）
• 所属期刊栏目: 应用爆炸力学
• 页码范围: 136-145
• 页数: 10页
• 分类号: O381|TD712
• 语种: 中文
• DOI: 10.11883/bzycj-2018-0249

摘要

为研究不同约束端面下甲烷的爆炸特性,利用自行搭建的实验平台完成了多种约束端面下不同浓度甲烷的爆炸实验.研究表明:约束端面的性质对甲烷的爆炸特性有显著影响,约束端面的承压强度越高,甲烷的爆炸超压越大.单层PVC薄膜作用下,薄膜破裂,不会引起火焰与超压的振荡;而纸膜破裂后,管道内外气流的高速泄放和回流则会引起超压振荡,使火焰前锋波动并发生扭曲变形;两者共同作用时,PVC薄膜会阻碍气流的泄放与回流,加速超压衰减,抑制火焰和超压的振荡.然而,随着纸膜层数增加,破膜时管道内外形成的巨大压差会使约束端面完全破裂,降低PVC薄膜的抑制作用.当破膜难度达到一定程度时,约束端面作用下的泄压峰值成为不同浓度甲烷爆炸的最大超压峰值,且泄爆压力并不随甲烷浓度的改变而改变,因此不同浓度甲烷的爆炸超压在较高的泄爆压力下相同;此时,相同约束端面下不同浓度甲烷的压力振荡曲线在压力衰减的前半个周期内完全重合,管道内外的压差成为主导超压振荡的重要因素,而不同浓度甲烷的燃烧速率对超压振荡的影响则可以忽略不计.