激波誘導瓦斯氣體燃燒的實驗研究.pdf

1、瓦斯是在古代植物在漫長的地質年代里經過復雜地質變化過程中產生出來的可燃氣體,在世界范圍內其儲量巨大。由于其自身易燃易爆特性,瓦斯作為采煤業(yè)主要的危險源之一,時常發(fā)生燃燒或爆炸事故,對礦山安全生產造成極大威脅。近年來,隨著能源供應的緊張,以瓦斯為代表的非常規(guī)天然氣受到越來越多的重視。然而,由于煤層氣和天然氣資源分布地區(qū)與主要消費地區(qū)之間的地理差異,導致其必須經過運輸后,才能夠被消費和利用。隨著市場對天然氣需求量的不斷擴大,管道運輸壓力和高

2、壓儲罐的最大存儲壓力也不斷提高。一旦由于某種原因發(fā)生泄漏,高壓狀態(tài)下的可燃氣體在噴射過程中產生的激波有可能在特定條件下誘導可燃氣體發(fā)生燃燒或者爆炸。因此,有必要對高壓可燃氣體泄露過程中由于沖擊波引起的燃燒現象進行研究,尤其是瓦斯和天然氣的主要成分甲烷受到激波誘導而發(fā)生燃燒的現象進行研究,為非常規(guī)天然氣的安全開采和利用提供理論依據和技術指導。
　　本文在理想狀態(tài)下,根據相關理論,推導出激波關系式,并與激波管技術相結合,建立實驗模型。

3、搭建了以激波管為核心的高壓瓦斯泄漏燃燒實驗平臺,其主要包括配氣系統(tǒng)、激波管系統(tǒng)以及數據測量與采集系統(tǒng)等。
　　在不同的工況下開展了一系列的實驗研究,獲得了大量有效數據,分析了各種工況條件對激波傳播規(guī)律和瓦斯燃燒規(guī)律的影響。
　　實驗得到,燃燒現象的發(fā)生具有極大地偶然性和隨機性;激波在管道內的傳播過程是一個非等熵過程,隨著傳播距離的加大,其超壓不斷減少,傳播速度也不斷降低;下游泄放管道直徑、截面形狀以及氫氣的存在均對成功點火有