管道中甲烷空气预混火焰传播规律及泄爆特性的研究毕业论文答辩.ppt

欢迎各位老师和同学参加我的硕士论文答辩! 管道中甲烷/空气预混火焰传播规律及泄爆特性的研究 目录 课题背景介绍 1 实验平台 2 实验结果分析 3 结论与展望 4 1 课题背景介绍 研究背景 能源结构 油气 改变 烃类 易燃易爆 城市人口及资源相对集中 极易造成大量人员伤亡和巨大财产损失，给城市公共安全带来巨大隐患 南京塑料四厂丙烯管道泄漏爆炸 管道中甲烷空气预混气体在方形的火焰传播规律及泄爆的研究 实验研究 数值模拟 高速摄影系统 纹影系统 压力传感器 火焰传播的规律和动态机理 不同泄压口强度对泄爆过程的影响 建立数学模型 对比分析 不同泄压口比率情况下的预混火焰传播过程 相互补充，以增进对泄爆机理的认识与研究 流体力学、燃烧化学、化学动力学 2 实验平台 1碘钨灯； 2凸透镜； 3狭缝； 4小反射镜； 5主凹面镜； 6刀口； 7高速摄像机； 8点火棒； 9离子探针； 10压力传感器； 11泄压口； 12点火装置； 13真空泵； 14配气罐； 15同步控制装置； 16计算机 3 实验结果分析 火焰传播规律的研究 预混气体泄爆过程的研究 不同体积浓度下的火焰传播规律的研究 不同泄压口比率对泄爆过程影响的研究 不同泄压口强度对泄爆过程影响的研究 不同体积浓度下的火焰传播规律的研究 9.5% 不同体积浓度下的火焰传播规律的研究 7.5% 11.5% 不同体积浓度下的火焰传播规律的研究 不同体积浓度 9.5% 7.5% 11.5% 速度峰值 11.5 m/s 3.9 m/s 2.6 m/s 达到速度峰值时间 30 ms 70 ms 135 ms 离点火端的距离 14 cm 21.9 cm 22.67 cm 压力峰值 32.23 kPa 22 kPa 23 kPa 达到压力峰值时间 35 ms 200 ms 200 ms 火焰特征 Tulip火焰 倾斜类Tulip火焰 倾斜平面 不同体积浓度下的火焰传播规律的研究 接近当量比浓度时，速度和压力值均达到最大值，且达到最大值所花的时间也较少。 化学当量比浓度下的，管道内火焰传播过程中会形成标准的Tulip火焰结构。而贫燃(7.5%)和富燃(11.5%)条件下不能形成或勉强形成类似倾斜Tulip火焰的结构。 不同泄压口比率对泄爆过程的影响的研究 物理模型为长方形，尺寸为0.5×0.08×0.08m，点火端位于左端封闭端，管道右端设置泄压口，管道内从左到右设置间隔0.05m，共设置11个测点。划分30×10×10个网格，初始压力1atm；初始温度：293.15 K；右端设置不同不同面积大小的泄压口，共设置了10%、20%、30%、40%、60%、80%和100%的泄压口。 采用数值模拟的方法，建立相应的物理和数学模型，对研究对象进行初步的探索，这样可指导进行实验研究。 泄压口比率 压力 传播速度 一次波峰 二次波峰 压力峰值(kPa) 所耗时间(s) 峰值(m/s) 所耗时间(s) 峰值(m/s) 所耗时间(s) 10% 5.1839 0.02126 36.624 0.01916 42.25 0.02274 20% 3.2582 0.0209 38.594 0.01922 43.215 0.02256 30% 2.1272 0.02029 39.933 0.01916 42.749 0.02245 40% 1.4613 0.01953 40.805 0.01922 42.292 0.02241 60% 1.0055 0.01795 41.535 0.01879 42.182 0.02334 80% 0.7793 0.01734 42.066 0.01904 42.371 0.02341 100% 0.6373 0.01709 42.453 0.01904 42.915 0.0234 超压峰值与泄压口比率成反比，而速度峰值则与泄压口比率成正比。 40%之前火焰速度和压力的变化幅度较大，而在40%之后变化幅度较小，因此根据数值模拟结果认为40%是最佳泄压口比率，因此研究泄压口强度对泄爆过程影响基于该泄压口比率下进行的相关实验。 不同泄压口强度对泄爆过程的影响的研究 泄压膜片----密封容器内的可燃物、抵制恶劣天气的侵蚀和防止产物的污染的重要作用，因此在工业 (如容器、建筑物或连通装置等)上得到广泛应用。 编号 材料 厚度（mm） 泄压膜A 聚乙烯 0.101 泄压膜B 塑料纸 0.381 泄压膜C 塑料纸 1.016 泄压膜A 泄压膜B 泄压膜C 类别 泄压膜A 泄压膜B 泄压膜C 时刻（s） 0.025 0.028 0.038 速度峰值（m/s） 22.5 15 12.9 时刻（s） 0.025 0.037 0.05 压力峰值（kPa）