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安全与环境学报2025年第12期:障碍物管道中泡沫陶瓷对掺氢甲烷爆炸传播的影响

来源:期刊VIP网 时间:


作者:程方明;曹萌亚;罗振敏;苟籽妍;侯振东;

单位:西安科技大学安全科学与工程学院;陕西省工业过程安全与应急救援工程技术研究中心;西安市城市公共安全与消防救援重点实验室;

摘要:为了分析障碍物激励的火焰加速效应对泡沫陶瓷阻火特性的影响,使用可视化多组分可燃气体阻火测试装置,分别在有无障碍物的管道中测试了泡沫陶瓷对不同当量比掺氢甲烷预混气体火焰传播及压力特性的影响特征。试验结果表明:障碍物的存在会显著削弱泡沫陶瓷对掺氢甲烷预混火焰的阻抑效果,导致泡沫陶瓷临界淬熄孔径减小,需使用更高孔隙密度的泡沫陶瓷才能有效阻火;在无障碍物情况下,孔隙密度不低于7.9 cm~(-1)的泡沫陶瓷即可有效阻抑当量比为0.8的掺氢甲烷预混火焰,而在有障碍物情况下,孔隙密度增至11.8 cm~(-1)才能成功阻火。此外,障碍物管道中一旦阻火失效,火焰穿过泡沫陶瓷后的加速效应也更为显著,火焰传播速度显著加快,爆炸压力急剧升高,且压力曲线振荡频率明显高于无障碍物管道,障碍物管道中当量比为1.0的掺氢甲烷预混火焰通过3.9 cm~(-1)泡沫陶瓷,火焰传播速度和爆炸压力峰值较无障碍情况分别提升了103.92%和64.75%,存在障碍物和泡沫陶瓷对火焰传播扰动的叠加效应。研究结果可为保障掺氢甲烷管道运输安全提供数据支持,为研发适用掺氢甲烷的高可靠性阻火器提供参考。

关键词:安全工程;;泡沫陶瓷;;障碍物;;掺氢甲烷;;阻火

基金资助:国家自然科学基金项目(52174200)