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《中北大学》 2009年
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管道内障碍物对可燃气体燃爆影响的仿真研究

李帆  
【摘要】: 气体爆炸事故每年都会造成重大的经济损失和人员伤亡。受限空间气体燃烧爆炸发展过程较为复杂,空间内可燃气体爆燃所产生的爆炸波对空间内和空间以外的设施建筑都会物造成破坏,特别是在现实环境下,空间内会放置各种形状不一、大小不同、间距随意的生产设施,空间内这些障碍物的存在,发生气体爆炸后,会对爆炸的压力及速度等产生很大的影响。因此,对空间内有障碍物可燃气体爆炸的研究是安全生产领域的主要课题之一,具有十分重要的社会和经济意义。目前,对空间内有障碍物可燃气体爆炸进行研究主要依靠实验,采用实验研究的方法设备投资较大,费用高昂,而且操作起来也比较困难,再加上一些其它方面的技术原因,所能采集到的实验数据往往是十分有限的,因此,仅依靠单纯的实验研究具有较大的局限性,而在实验研究的基础上开展数值模拟研究则是一种有效的方法,这样不仅可以节省大量的人力、物力和财力,还可以获得比实验数据更多、更全面的计算结果,更有助于深入了解管道内可燃气体爆炸的发生、发展过程。 本论文的工作正是依托中北大学自行研制的“管道式气体粉尘爆炸试验装置”和相应的实验数据进行管道内置障碍物密闭空间甲烷/空气预混气体爆炸的仿真研究,本文主要基于均相反应流时均方程组、κ-ε湍流模型和EBU-Arrhenius燃烧模型,建立了均相湍流燃烧流动的理论模型。利用SIMPLEC算法,对内置障碍物受限空间内甲烷/空气预混气体爆炸过程进行了二维空间的数值模拟。利用本文建立的数值模型,研究了管道内不同障碍物形状、不同数量、不同间距对火焰传播阵面、速度和压力的影响,得到了有益的结论。通过将数值模拟的结果与实验数据、文献资料进行比较,说明了本文建立的气体爆炸的数值模型可以比较准确地对管道内气体爆炸过程进行模拟计算和数值分析。
【学位授予单位】:中北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:X932

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 尉存娟;水平管道内甲烷—空气预混气体爆炸过程研究[D];中北大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 胡立双;20L球形气体(液体蒸气)、粉尘多功能爆炸实验装置研究[D];中北大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 牛芳;刘庆明;宫广东;何学秋;白春华;;甲烷-空气混合物预混火焰的结构特征研究[A];中国职业安全健康协会2011年学术年会论文集[C];2011年
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10 崔帅;吴学红;苟秋平;吕彦力;朱兴旺;;球突翅片的传热与流动特性及等效热阻数值分析[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨书召;受限空间煤尘爆炸传播及伤害模型研究[D];河南理工大学;2010年
2 李润之;点火能量与初始压力对瓦斯爆炸特性的影响研究[D];山东科技大学;2010年
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5 王忠义;船用燃气轮机排气引射装置性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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8 左远志;熔融盐高温斜温层混合蓄热的热过程特性[D];华南理工大学;2010年
9 杨建国;电站锅炉煤粉空气富氧直接点火技术的理论及应用研究[D];浙江大学;2010年
10 胡军强;气动—柴油混合动力发动机工作过程研究[D];浙江大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 何权富;矿井热参数测算方法研究[D];河南理工大学;2010年
2 左前明;煤尘爆炸特性及抑爆技术实验研究[D];山东科技大学;2010年
3 罗富强;扁管管壳式换热器数值模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 刘广山;流量周期性变化流场数值分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
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7 吴曙亮;横向来流对等离子点火器点火区域的影响[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 杨青松;中小型LNG船C型独立液货舱支座设计研究[D];大连理工大学;2010年
9 王宗鹏;基于有限体积法的液滴撞击固体平壁数值模拟[D];大连理工大学;2010年
10 刘显龙;水下拖曳体外形设计及其水动力学性能分析[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡湘渝,张德良;易燃混合气体爆炸完全基元反应模型数值模拟[J];安全与环境学报;2001年05期
2 王亚军,黄平,李生才;2004年11—12月国内安全事故统计分析[J];安全与环境学报;2005年01期
3 谭迎新,张景林,张小春;可燃气体(或蒸汽)爆炸特性参数测定[J];兵工学报;1995年02期
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5 彭金华,汤明钧;非理想爆源产生的爆炸场数值模拟[J];爆炸与冲击;1991年04期
6 周凯元,李宗芬;丙烷-空气爆燃波的火焰面在直管道中的加速运动[J];爆炸与冲击;2000年02期
7 杨宏伟,范宝春,李鸿志;障碍物和管壁导致火焰加速的三维数值模拟[J];爆炸与冲击;2001年04期
8 刘晓利,李鸿志,叶经方,刘殿金;障碍物对铝粉火焰加速作用的实验研究[J];爆炸与冲击;1995年01期
9 王陈;沼气对煤尘爆炸传播的影响[J];煤炭工程师;1988年03期
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中国博士学位论文全文数据库 前4条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 艾育华;喷嘴与蒸汽喷射器研究[D];华北电力大学;2001年
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9 祝金丹;蒸汽喷射器的设计及CAD软件系统的开发[D];南京工业大学;2006年
10 陈天石;可燃液体蒸气爆炸特性试验装置加热及控制部分研究[D];中北大学;2007年
【二级引证文献】
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1 任少峰;可燃性气体泄爆动力学机理研究[D];武汉理工大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 秦涧;变直径管及弯管对瓦斯爆炸的影响研究[D];中北大学;2012年
【二级参考文献】
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7 刘晓利,李鸿志,叶经方,刘殿金;障碍物对铝粉火焰加速作用的实验研究[J];爆炸与冲击;1995年01期
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6 师喜林;王志荣;蒋军成;;球形容器内气体的泄爆过程[J];爆炸与冲击;2009年04期
7 陈庆才;朱根逸;;应用可燃气体的安全技术基础知识(连载之五)[J];工业安全与环保;1981年06期
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5 王成;宁建国;雷娟;;障碍物对氢氧预混气体爆轰波传播的影响[A];第七届全国爆轰学术会议论文集[C];2006年
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10 熊志坤;崔京浩;;爆炸及其对结构的影响[A];第三届全国结构工程学术会议论文集(下)[C];1994年
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7 孟祥波 范孟广;障碍物下油层开发难题破解[N];中国石化报;2006年
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10 编译 杨孝文;智能轮椅自己选择行进路线[N];北京科技报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 丛立新;气云爆燃压力场与冲量场实验与数值模拟[D];大连理工大学;2008年
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6 段群杰;水下机器人实时路径规划方法研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
7 包亮;城市下水道及化粪池可燃气体监控预警系统研制与应用[D];重庆大学;2009年
8 刘娟;对障碍物和开腔体正反射问题数值解法的研究[D];吉林大学;2009年
9 戴光明;避障路径规划的算法研究[D];华中科技大学;2004年
10 李彩虹;移动机器人智能体混合式体系结构研究[D];山东大学;2007年
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1 李帆;管道内障碍物对可燃气体燃爆影响的仿真研究[D];中北大学;2009年
2 袁宏甦;管道内障碍物对气体爆炸的影响研究[D];中北大学;2009年
3 齐峰;障碍物对甲烷—煤粉爆炸强度影响的实验研究[D];大连理工大学;2008年
4 杨玉铭;瓦斯气体爆炸过程的仿真模拟[D];中北大学;2008年
5 梁春利;内置障碍物受限空间内可燃气体爆炸数值模拟[D];大连理工大学;2005年
6 侯万兵;煤尘—瓦斯混合物爆炸压力研究[D];中北大学;2010年
7 张雷;管道中甲烷空气预混气体火焰加速实验研究与数值模拟[D];安徽理工大学;2008年
8 张英浩;水平管道内可燃气体爆炸压力研究[D];中北大学;2009年
9 牛坤;开敞空间可燃气体扩散规律与爆燃现象的研究[D];河北工业大学;2007年
10 姚敏;障碍物诱导下可燃气云爆炸冲量场的实验研究[D];大连理工大学;2005年
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