20L球形密闭装置内惰性气体抑制瓦斯爆炸实验研究

摘要

预防、控制瓦斯爆炸事故，是实现煤矿安全生产的关键，如何有效地把爆炸范围和可能造成的破坏限制在最小程度上，一直是安全工作者关注的焦点。惰性气体抑爆技术能够预防或抑制爆炸灾害，是人们研究的重要课题之一。爆炸事故所产生的危害主要表现在爆炸压力造成的破坏上，所以对气体爆炸压力及相关参数的变化规律进行深入、系统的研究，有助于为进一步提出可行的防爆、抑爆措施提供依据。
　　本文采用改进的20L密闭球形气体（液体蒸气）、粉尘多功能爆炸实验装置，进行N2、CO2抑制甲烷-空气混合物爆炸实验，通过分别改变CH4、N2、CO2的含量，对瓦斯爆炸特性（爆炸极限、爆炸压力、爆炸压力上升速率）进行实验研究，对比研究惰性气体N2和CO2对瓦斯爆炸特性的影响，为预防和控制瓦斯爆炸事故提供理论依据。
　　实验结果表明在本文所采用的实验条件下甲烷爆炸极限范围为5％--14%，在甲烷爆炸极限范围内选取了6种不同浓度的甲烷，对其爆炸压力进行了实验研究，结果表明甲烷的爆炸浓度为10%时，甲烷的爆炸压力和爆炸压力上升速率均最大。加入CO2对CH4和空气混合气体的爆炸极限范围的影响比加入N2的影响大，且当CH4浓度一定时，随着N2、CO2浓度的增加，每个CH4浓度下的最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率均减小，这说明N2、CO2对CH4的爆炸压力有明显的抑制作用，且当N2、CO2的浓度分别达到32%和22%后，CH4将不再发生爆炸；在相同浓度的惰性气体条件下，加入CO2抑爆比加入N2抑爆对CH4最大爆炸压力的影响更加明显，说明CO2的抑爆效果优于N2的抑爆效果。

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1 绪论

1.1 选题的背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本课题的研究方法和研究内容

1.4 技术路线

2 氮气、二氧化碳抑制瓦斯爆炸的理论分析与计算

2.1 可燃气体爆炸的基本方式

2.2可燃气体爆炸特性及主要特性参数

2.3 可燃性气体的爆炸极限

2.4 爆炸极限的计算

2.5 可燃气体最大爆炸压力的理论研究

2.6 惰性气体抑爆

3 实验设备介绍

3.1 20L密闭球形爆炸装置

3.2 配气系统

3.3 点火系统

3.4 数据采集系统

3.5 控制系统

4 可燃性气体爆炸特性实验研究

4.1 纯甲烷-空气体系爆炸实验研究

4.2 不同浓度的N2、CO2影响CH4爆炸极限的实验研究

4.3 不同浓度的 N2、CO2对 CH4最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率影响的实验研究

4.4 N2、CO2抑爆效果比较

4.5 数据处理分析

5 结论

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

致谢