發(fā)布時間：2017-09-27 04:30

  本文關鍵詞：管道拐彎角度變化情況下瓦斯爆炸火焰?zhèn)鞑ヒ?guī)律研究

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【摘要】：我國是一個產煤大國,但同時煤礦災害事故不斷發(fā)生,瓦斯爆炸事故是其中最嚴重的,造成了慘重的生命危害和財產損失。為了降低瓦斯爆炸事故的發(fā)生頻率,除了要加強安全管理,還必須要清楚瓦斯爆炸的發(fā)生及傳播規(guī)律。為了對煤礦瓦斯爆炸事故的發(fā)生和傳播規(guī)律有更全面、充分的認識,針對實際井下彎曲巷道隨處可見情況,本課題組設計了復雜條件下瓦斯爆炸實驗設備,制作了不同拐彎角度的管道來模擬井下巷道變化。本文采用的研究方法是理論分析、實驗研究與數值模擬相結合。先是通過參閱書籍、文獻,對瓦斯爆炸的發(fā)生條件及傳播機理進行理論分析,在分析的基礎上,結合試驗室現(xiàn)有設備,確立了試驗方案,本文的試驗模型是,將30、45°、60°、90°、120°、135°、150°七種拐彎角度的管道,分別充填4m、5m、6m三種不同長度的瓦斯氣體、引爆,分析瓦斯爆炸后產生的火焰在不同拐彎角度管道中的傳播規(guī)律,利用火焰?zhèn)鞲性O備,記錄火焰到達不同監(jiān)測點的時間情況,計算分析火焰?zhèn)鞑ミ^程中的速度變化規(guī)律,從而得出火焰?zhèn)鞑ニ俣扰c管道拐彎角度和瓦斯填充量的關系規(guī)律。同時,利用FLUENT軟件,結合試驗方案,建立數值模型,模擬瓦斯氣體在管道中的爆炸、以及火焰波的傳播過程,通過TECPLOT軟件,對模擬結果進行后處理,得出了火焰波在不同拐彎管道中的速度變化規(guī)律,將數值結論與實驗結果相對比,從而證明了數值模擬的可靠性,進一步利用數值模擬結果,分析瓦斯爆炸后,火焰?zhèn)鞑ミ^程中的溫度變化情況,為事故預防及救援提供理論依據和參考。
【關鍵詞】：瓦斯爆炸 火焰 拐彎管道 FLUEN T
【學位授予單位】：河南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TD712.7
【目錄】：

• 致謝3-4
• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-19
• 1.1 研究背景及意義9-11
• 1.2 國內外對瓦斯爆炸的研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 國外對瓦斯爆炸事故的試驗研究及數值模擬研究11-13
• 1.2.2 國內對瓦斯爆炸實驗研究及數值模擬的研究13-15
• 1.2.3 當前瓦斯爆炸研究的不足15
• 1.3 本文的探索內容以及技術流程15-16
• 1.3.1 本文的探索內容15-16
• 1.3.2 本文的技術流程圖16
• 1.4 本章小結16-19
• 2 瓦斯爆炸火焰?zhèn)鞑ヌ匦苑治?/span>19-25
• 2.1 引言19
• 2.2 瓦斯爆炸機理19-22
• 2.2.1 瓦斯爆炸反應機理19-21
• 2.2.2 瓦斯爆炸發(fā)生條件21-22
• 2.3 瓦斯爆炸火焰?zhèn)鞑ヌ匦苑治?/span>22-24
• 2.3.1 火焰陣面微分加速機理22
• 2.3.2 火焰陣面不穩(wěn)定加速機理22
• 2.3.3 火焰陣面湍流加速機理22-23
• 2.3.4 瓦斯爆炸火焰?zhèn)鞑C理23-24
• 2.4 本章小結24-25
• 3 瓦斯爆炸過程中火焰?zhèn)鞑ヒ?guī)律的實驗研究25-41
• 3.1 試驗系統(tǒng)及設備25-29
• 3.1.1 爆炸傳播管道25-26
• 3.1.2 配氣系統(tǒng)26-27
• 3.1.3 火焰探測系統(tǒng)27-28
• 3.1.4 數據自動采集裝置28-29
• 3.2 試驗方案及步驟29-31
• 3.2.1 管道布置29-30
• 3.2.2 監(jiān)測點布置30
• 3.2.3 實驗步驟30-31
• 3.3 試驗結果記錄及火焰?zhèn)鞑ニ俣扔嬎?/span>31-37
• 3.3.1 火焰?zhèn)鞑ゲㄐ螆D31
• 3.3.2 實驗數據31-34
• 3.3.3 火焰?zhèn)鞑ニ俣扔嬎?/span>34-37
• 3.4 火焰?zhèn)鞑ニ俣茸兓捌湟?guī)律分析37-40
• 3.4.1 不同拐彎角度管道中火焰波速度變化規(guī)律37-39
• 3.4.2 火焰波速度突變系數變化規(guī)律39
• 3.4.3 試驗結果規(guī)律分析39-40
• 3.5 本章小結40-41
• 4 瓦斯爆炸火焰燃燒數值結果及規(guī)律分析41-59
• 4.1 復雜條件的瓦斯爆炸火焰?zhèn)鞑ス艿赖臄抵翟囼?/span>41-43
• 4.1.1 數值模型建立的基本假設41-42
• 4.1.2 火焰?zhèn)鞑ス艿滥Ｐ?/span>42
• 4.1.3 模型網格劃分及控制方程42-43
• 4.1.4 參數確定43
• 4.2 數值模擬結果及傳播速度規(guī)律分析43-59
• 4.2.1 五種模型的火焰云圖43-54
• 4.2.2 數值結果規(guī)律分析54-59
• 5 瓦斯爆炸試驗結果與數值模擬對比分析59-71
• 5.1 模擬與實驗對比分析59-62
• 5.1.1 火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊膶嶒灲Y果與模擬結果對比曲線圖59-61
• 5.1.2 模擬有效性分析61-62
• 5.2 基于模擬結果的火焰溫度變化及規(guī)律分析62-71
• 5.2.1 模擬瓦斯填充長度對火焰?zhèn)鞑サ挠绊懸?guī)律62-66
• 5.2.2 模擬管道拐角對火焰溫度變化的影響66-71
• 6 結論與展望71-73
• 6.1 主要結論71-72
• 6.2 創(chuàng)新點72
• 6.3 不足與展望72-73
• 參考文獻73-78
• 作者簡介78-80
• 學位論文數據集80

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