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关于甲烷最大爆炸压力的计算和分析

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简介:
本研究聚焦于甲烷的最大爆炸压力,通过理论模型与实验数据相结合的方法,深入探讨了其变化规律及影响因素,为化工安全提供了重要参考。 为了更好地解决井下甲烷燃爆的危害问题,采用了充氮的方法。通过理论计算和CHEMKIN数值模拟软件两种研究方法,探讨了氮气对甲烷爆炸的影响。选择混合气体作为研究对象,并设定统一的工况条件,采用数学公式与化学反应方程式,分别计算不同浓度下的甲烷最大爆炸压力,分析了这两种方法下数据变化的特点,并总结出甲烷最大爆炸压力的变化规律。 结果表明,随着氮气含量的增加,对甲烷爆炸具有明显的抑制作用。具体来说,在不同的氮气浓度条件下,甲烷的最大爆炸压力会逐渐降低,并且整体呈现出一元线性关系。此外,理论计算所得的最大爆炸压力值与数值模拟的结果基本一致,两者之间的差异范围在(0.01~0.30)×105Pa之间。

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    本研究聚焦于甲烷的最大爆炸压力,通过理论模型与实验数据相结合的方法,深入探讨了其变化规律及影响因素,为化工安全提供了重要参考。 为了更好地解决井下甲烷燃爆的危害问题,采用了充氮的方法。通过理论计算和CHEMKIN数值模拟软件两种研究方法,探讨了氮气对甲烷爆炸的影响。选择混合气体作为研究对象,并设定统一的工况条件,采用数学公式与化学反应方程式,分别计算不同浓度下的甲烷最大爆炸压力,分析了这两种方法下数据变化的特点,并总结出甲烷最大爆炸压力的变化规律。 结果表明,随着氮气含量的增加,对甲烷爆炸具有明显的抑制作用。具体来说,在不同的氮气浓度条件下,甲烷的最大爆炸压力会逐渐降低,并且整体呈现出一元线性关系。此外,理论计算所得的最大爆炸压力值与数值模拟的结果基本一致,两者之间的差异范围在(0.01~0.30)×105Pa之间。
  • 与煤尘复合试验
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    甲烷与煤尘复合爆炸威力试验旨在研究煤矿环境中甲烷气体和煤尘共存条件下发生爆炸时的能量释放特性及危害程度,为制定更有效的防爆措施提供科学依据。 我们建立了一个实验系统来研究密闭空间内甲烷-煤尘复合爆炸的威力。该系统包括压力变送器、数据采集卡、计算机及电极点火装置等组件,具有小于1毫秒的动态响应时间和0.5级测试精度。 通过系统的实验研究发现,在密闭环境中进行甲烷和煤尘混合物的爆炸试验时,最危险的情况出现在甲烷浓度为5%,煤尘浓度达到每立方米500克且粒径为26微米,并在延迟40毫秒后点火的情况下。最大爆炸压力与甲烷含量、煤尘量及点火延时时间之间存在二次函数关系;同时,随着煤尘颗粒直径的增加,该压力会逐渐减小。 实验结果还表明,在空气中含有一定比例的甲烷会导致纯煤尘发生爆炸所需的最低浓度降低,并且提高了其爆炸的压力值。反之亦然:当有煤尘参与的情况下,甲烷达到可燃极限所需的比例也会减少,同时导致更高的爆炸压力。
  • 密闭管道中-煤粉复合试验研究
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    本研究致力于探索密闭管道内甲烷与煤粉混合物在不同条件下的爆炸特性,分析其危险性及传播规律,为煤矿安全提供科学依据。 在竖直长管内进行弱点火条件下甲烷与煤粉的复合爆炸实验,探讨了不同初始状态参数如甲烷煤粉配比浓度、煤粉粒径以及点火延迟时间对复合爆炸特性的影响。研究结果显示:火焰传播速度越快,则压力上升幅度越大;最大压力上升速率通常出现在爆炸初期阶段,在火焰蔓延至管子末端时,压力达到峰值值;低浓度的甲烷加入适量的煤粉后,可显著提升整体的爆炸压力水平;此外,随着煤粉粒径变小,复合爆炸的压力和压力上升速度都会相应增加。同时观察到最大爆炸压力及最大压力升速随煤粉浓度提高以及点火延迟时间延长而变化的趋势,并发现二者之间存在一个峰值点。
  • 外壳测试方法及影响因素
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    本研究探讨了针对隔爆外壳进行爆炸压力测试的方法,并深入分析了各种影响测试结果的因素,旨在提高产品的安全性和可靠性。 本段落基于国家标准GB 3836.2—2010中的爆炸压力测试要求,并结合大量实验结果的分析,探讨了隔爆外壳内由气体点燃产生的爆炸压力及其变化过程。文中详细介绍了爆炸压力的测试方法,同时深入研究并讨论了影响该测试的因素,包括试验气体浓度、初始压力、气体置换过程及工艺孔的选择等。针对特殊设备在进行爆炸压力测试时需要注意的问题也进行了阐述,并提出了相关建议。
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    本研究运用数值模拟技术探讨了封闭管道内不同比例甲烷与空气混合物的爆炸火焰传播特性,为预防和控制工业事故提供理论依据。 采用LES湍流模型与预混燃烧模型对直径为104毫米、长度为2400毫米的圆柱形容器内甲烷-空气预混爆炸进行了数值模拟,结果显示最大爆炸压力与实验结果一致。研究发现,在混合气体被点燃后,火焰传播速度迅速增加随后突然下降;在火焰传播过程中形成了郁金香状火焰,其形成机制主要涉及中心区域逆流和容器壁面的相互作用;在该形状火焰之后会出现涡团结构,这对层流燃烧向湍流燃烧的转变具有重要影响。本研究揭示了密闭长管内气体爆炸时火焰传播的基本规律。
  • 空气实例
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    《空气爆炸实例分析》一书深入探讨了空气爆炸事故的原因、机制及预防措施,通过详实案例解析,提供科学的安全防范策略。 关于使用LSDYNA进行空气爆炸的案例K文件分享,希望能帮助你更好地学习该软件。
  • 水合物稳定工具箱:平衡与平衡温度-MATLAB开发
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    甲烷水合物稳定分析工具箱:计算平衡压力与平衡温度-MATLAB开发是一款基于MATLAB平台的专业软件工具,用于精确计算和分析甲烷水合物在不同条件下的相平衡状态。该工具箱提供了一套完整的算法和模型来确定水合物形成的临界参数(如温度和压力),对于科学研究、工程应用以及工业设计具有重要的参考价值。 这三个函数用于估计甲烷(包合物)水合物的稳定性条件。若要以兆帕为单位计算给定压力 P_MPa 下水合物的平衡温度(开尔文),只需在命令行或代码中输入 `T = methane_hyd_eq_temp(P_MPa)` 即可。同样,为了确定给定温度 T_K 下的平衡压力,请键入 `P = methane_hyd_eq_press(T_K)` 。此工具箱中的第三个功能是提供一种定性参考:通过函数 `methane_hyd_stability(P_MPa,T_K)` 可返回“水合物稳定”或“水合物不稳定”。该模型基于 Peltzer & Brewer 2000 年的研究《海洋和永久冻土环境中的天然气水合物》。Peltzer 和 Brewer 使用 Sloan 的实验数据来更新 Dickens 和 Quinby-Hunt 在1994年开发的模型。
  • water_explosion.rar_LS_DYNA_water_explosion_水下__dyna_
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    本书深入浅出地讲解了如何使用LS-DYNA软件进行土壤中炸药爆炸效应的仿真分析,涵盖模型建立、参数设置及结果解析等内容。 LS-DYNA范例解析:炸药在土壤内部爆炸分析是一个非常好的爆炸仿真实例,本人已测试过,效果非常好。
  • AUTODYN水下数值模拟
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    本研究利用AUTODYN软件进行水下爆炸效应的数值仿真与分析,探讨了爆炸荷载对结构物的影响机制及破坏模式。 autodyn水下爆破模拟功能非常有用,在进行相关研究或工程设计时可以提供重要的参考和支持。