煤尘-瓦斯混合物爆炸压力研究

摘要

爆炸事故是人们日常生活中的主要灾害之一，而气体、粉尘爆炸事故更是给人民的经济财产和生命安全带来严重的威胁，通常情况下，气体、粉尘混合存在，形成安全隐患。就煤矿爆炸事故而言，常常存在瓦斯爆炸诱导瓦斯-煤尘混合物爆炸的情况，破坏力很大。
　　本文正是从此点出发考虑，利用本实验现有的水平管道式气体、粉尘爆炸实验装置，模拟煤矿巷道内的环境，采用高压室内瓦斯爆炸破膜产生激波的方式，卷扬低压室内预置好的煤尘-瓦斯混合物并实现点火爆炸，依此来研究此种煤尘-瓦斯混合物的最大爆炸压力、最大爆炸压力上升速率、爆炸威力以及爆炸压力在管道的传播规律等爆炸特性。
　　在相同激波强度诱导的条件下，主要完成了以下实验内容：
　　（1）100、200、300和400g/m-3四种浓度纯煤尘爆炸实验；
　　（2）100、200、300和400g/m-3四种浓度煤尘和1％浓度瓦斯混合物的爆炸实验；
　　（3）200g?m-3浓度煤尘和3%浓度瓦斯混合物的爆炸实验；
　　（4）200g?m-3浓度煤尘和5%浓度瓦斯混合物的爆炸实验。
　　由不同浓度纯煤尘的爆炸实验得知，在相同的粒度条件下，在200g?m-3浓度条件下纯煤尘爆炸时爆炸压力最大，第二测试点测得爆炸压力为0.4175MPa，大于或者小于此浓度爆炸效果都减弱；不同浓度煤尘中混入1%浓度的瓦斯气体后爆炸压力明显增大，传播距离变远，但仍然是200g?m-3浓度下的爆炸压力最大，第二测试点测得爆炸压力为0.4416MPa，比纯煤尘时大了0.03MPa；从200g?m-3浓度煤尘和1、3、5%四种不同浓度瓦斯形成的混合物爆炸情况来看，混入瓦斯的浓度越大，混合物的爆炸反应就越完全，产生的爆炸压力就越大，且爆炸威力巨大，尤其混入5%浓度瓦斯后爆炸反应强烈，第二和第三测试点测得爆炸压力分别达到了0.5431和0.4353MPa，爆炸压力波可以传播到更远的距离，测得管道内的最大爆炸压力上升速率为1.42MPa?s-1。

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1 绪论

1.1 本课题的目的和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本课题的研究方法及研究内容

2 气体、粉尘爆炸机理

2.1 气体爆炸机理

2.2 粉尘爆炸机理

2.3 复杂混合物爆炸特点

3 实验设备介绍

3.1 爆炸装置

3.2 配气系统

3.3 低压室铺粉装置

3.4 点火系统

3.5 数据采集系统

3.6 控制系统

4 激波的实验研究

4.1 高压室内瓦斯爆炸计量浓度计算

4.2 高压室内瓦斯爆炸实验

4.3 隔爆膜片的选择确定

5 煤尘-瓦斯混合物爆炸实验

5.1 纯煤尘爆炸实验研究

5.2 煤尘与1%浓度瓦斯混合物爆炸实验研究

5.3 煤尘与3%浓度瓦斯混合物爆炸实验研究

5.4 煤尘与5%浓度瓦斯混合物爆炸实验研究

5.5 实验总结

6 结论

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果

致谢