氢气/甲烷/空气预混气体爆燃特性及抑制规律研究

发布时间：2024-03-09 10:33

　　天然气已被广泛的使用,但由于其本身燃烧特性的限制,其燃烧效率在实际的应用中不能满足能源高效利用的需求,如燃烧极限窄、燃烧速率慢等。在天然气中加入氢气可以降低混合燃料的点火能量并提高燃烧速率,但氢气混合燃料火灾爆炸事故的危险性显著增加。为了更好地在生产实际中安全使用氢气/甲烷/空气预混燃料,本文对氢气/甲烷/空气预混气体的爆燃特性及抑制进行了实验研究。实验内容包括:不同条件下预混气体爆燃规律研究,粉体表征及甲烷条件下抑爆粉体最佳浓度的确定,预混气体抑爆特性及机理分析。通过研究获得以下研究成果:在自主搭建的实验平台上研究了湍流、管道长度和不同点火位置对火焰传播特征影响,发现:当氢气的添加比例小于70%时,湍流对气体的爆燃有促进作用;当氢气的添加大于70%时,静态条件下气体的爆炸压力高于湍流条件下的爆炸压力;长管火焰传播过程中各个氢气添加比例下都有郁金香型火焰结构,而短管则不能形成;点火位置IP与氢气添加比例φ对火焰前锋发展与火焰传播速度的影响呈现不同规律,可分为三类。当氢气添加比例不超过0.75时,仅当IP位于管道中后部时,超压出现周期性振荡,且点火位置距泄爆端越近,振荡时间越长。通过粉体...

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1技术路线图

主要探究粉体对不包括压力、火焰结构和火焰传播速图1-1中所示。

图2-1实验系统

本章主要对实验平台的搭建和使用设备进行介绍，并对实验可行性分析。系统采用的系统平台如图2-1中所示。系统平台主要包括可燃气体爆炸实、喷粉系统、高速摄像机、数据采集系统、同步控制系统、自动配气系统等。MFCMFC控制器高速摄像机采集卡PVC薄膜排气口高压气体喷头光电传感器点火器....

图2-2高速摄像仪Fig.2-2Highspeedcamera

火焰图像采集系统，压力与光电信集系统主要为德国LaVision公司生摄爆炸过程中预混火焰传播的动态0帧/秒，采集到的图像最大分辨率可图2-2中所示。实验中的爆炸超压采压力传感器的测试范围为1.0～1.0大采集频率达50kHz，精度等级为离泄爆口50mm处。RL-....

图2-3数据采集装置：（a）数据采集卡；（b）压力传感器；Fig.2-3Dateacquisitionsystem:(a)Dateacquisitioncard；(b)Pressuretransducer；

的压力传感器的测试范围为1.0～1最大采集频率达50kHz，精度等级为距离泄爆口50mm处。RL-1红外光号，方向指向点火电极，其作用是利采集卡和高速摄像仪，从而实现压与光电信号通过USB-1208FS型数图2-2高速摄像仪Fig.2-2Highspeed....

本文编号：3923294