發(fā)布時間：2025-02-07 21:08

　　 為探究采空區(qū)遺煤、松散破碎巖塊對瓦斯爆炸的影響,建立縫洞型管道模型,采用數(shù)值模擬與理論分析結(jié)合方法研究采空區(qū)內(nèi)縫洞型管道內(nèi)瓦斯爆炸的傳播規(guī)律及管道長徑比對瓦斯爆炸過程中速度與沖擊波的影響。研究結(jié)果表明:在縫洞型結(jié)構(gòu)內(nèi),隨著火焰沿管道向前傳播,各監(jiān)測點速度逐漸變大、壓力先增加后降低,而壓力上升速率則表現(xiàn)出不規(guī)則的變化;縫洞結(jié)構(gòu)加劇了火焰燃燒的劇烈程度,提高了管道內(nèi)各監(jiān)測點的溫度峰值;在縫洞型管道內(nèi)隨長徑比r增加,各監(jiān)測點最大壓力峰值以及速度大小依次降低。

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【部分圖文】：

圖1 密閉容器-管道瓦斯爆炸系統(tǒng)

為驗證數(shù)值模型的有效性和準(zhǔn)確性,利用1m3的密閉容器-管道瓦斯爆炸系統(tǒng)(圖1),建立圖2所示的物理模型,比較實際物理實驗與爆炸模擬的瓦斯爆炸參數(shù)變化,如圖3所示。圖2物理模型

圖2 物理模型

圖1密閉容器-管道瓦斯爆炸系統(tǒng)圖3監(jiān)測點M1,M3在濃度9.5%下實驗與模擬壓力曲線

圖3 監(jiān)測點M1,M3在濃度9.5%下實驗與模擬壓力曲線

圖2物理模型當(dāng)瓦斯?jié)舛?.5%時,監(jiān)測點M1及M3處壓力模擬值與實驗值整體趨勢基本一致,但存在一定誤差,是因為實驗管道壁面散熱,數(shù)值模擬管道為絕熱環(huán)境,同時實驗管路的銹蝕導(dǎo)致能量耗散增大也是誤差的主要來源,均在誤差范圍之內(nèi),故確定采用模型中參數(shù)基本正確。

圖4 縫洞管道模型示意

按模型特征將長徑比定義為模型內(nèi)相鄰球體球心間距離與球體直徑比值,用r表示。通過多次模擬,最終確定長徑比等于10時,瓦斯爆炸中各監(jiān)測點壓力峰值、速度值均出現(xiàn)規(guī)律性變化,且效果較明顯。故模擬過程,球體直徑、圓柱管道直徑分別取0.3,0.15m。在模型左端第1個球心點火,模型內(nèi)為9....

本文編號：4031302