超细粉体抑爆性能检测系统的研制

摘要

以水雾、惰性气体、超细活性粉体为抑爆剂，辅以早期爆炸信号主动监测的主动式抑爆正成为研究热点。超细粉体由于具备物理、化学双重抑爆作用、在空气中驻留时间长、更利于与爆炸火焰相互作用的显著优势，备受关注。为此，本文针对超细粉体在层流火焰状态下抑爆性能的研究，设计了一套实验系统，包括爆炸容器、配气系统、点火装置、爆炸测量系统、采集控制系统和流场观测系统，并在该系统条件下进行了甲烷层流预混火焰传播，超细ABC干粉和二氧化硅抑爆性能对比实验。其中抑爆粉体与爆炸火焰相互作用开展的细观研究，是对前人研究方法的重要补充。本文具体工作要点分为三块：
　　（1）设计了尺寸为120mm×120mm×600mm的方形长管道爆炸容器，并安装了玻璃观察窗、离子探针、超细热电偶和压力传感器，使用高压点火和配气喷洒法形成初始实验条件，以PCI2006采集卡为基础开发了一套采集和控制系统。
　　（2）以高速摄像机和纹影仪构成了一套流场观测系统，分析了纹影仪的光路布置、物平面选择和刀口设置，高速摄像机和纹影仪之间的参数联调关系，并使用图像处理法计算火焰传播速度。
　　（3）通过甲烷火焰传播空白实验调试和验证了系统的可行性，并将该实验结果的纹影记录图像、火焰传播速度、离子强度信号、温度、和压力等数据作为分析基础。又设计了超细ABC干粉和二氧化硅的对比实验，发现超细ABC干粉的抑爆性能要远好于二氧化硅，一定量的超细ABC干粉和二氧化硅都能有效降低火焰阵面温度、燃烧反应强度、火焰传播速度和管道内压力增长速度，但是二氧化硅存在促进火焰传播速度增长的情况，添加的两种粉体都会使火焰呈现蜂窝状形态。

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1 绪论

1.1 工程背景和研究意义

1.2 国内外研究应用现状

1.3 研究内容和技术路线

2 抑爆实验测控系统的开发

2.1 爆炸容器和配气系统

2.2 点火装置

2.3 爆炸测量系统

2.4 采集控制系统

3 流场观测系统的构建

3.1 管道中流场的可视化记录

3.2 管道中火焰传播速度的测量

3.3 观测系统的优化

4 系统调试和实验分析

4.1 空白调试实验的目的

4.2 空白实验系统组成

4.3 空白实验调试分析

4.4 空白实验步骤

4.5 空白实验结果分析

4.6 粉体抑爆试验

5 总结与展望

5.1 全文总结

5.2 工作展望

参考文献

作者简历