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安全与环境学报2025年第02期:超细水雾抑制预混可燃气爆炸超压的衰减模型

来源:期刊VIP网 时间:


作者:牛国庆;马亚男;贾海林;

单位:河南理工大学煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心;河南理工大学瓦斯地质与瓦斯治理国家重点实验室培育基地;河南理工大学安全科学与工程学院;

摘要:为获得超细水雾作用下预混可燃气爆炸超压的衰减规律,基于自行搭建的超细水雾抑爆系统,开展了不同超细水雾通量抑制三种预混气(甲烷、丙烷、氢气分别与空气预混)爆炸的系列试验,以分析超细水雾通量对爆炸超压的影响规律。结果表明,超细水雾能够有效减弱预混气爆炸超压。随着超细水雾通量增加,在1.25 L爆炸管道中,甲烷、丙烷、氢气预混气的爆炸超压分别减小了17.26%、10.13%、9.50%;在14.4 L爆炸管道中,氢气预混气的爆炸超压减小了11.33%。基于量纲分析法和爆炸相似律,结合试验数据运用regress函数进行回归分析,推导获得了四个爆炸超压衰减模型。误差分析显示,超细水雾通量在0~1 kg/m~3范围内时A_3和A_5模型相对误差在±15%以内,模型预测值与试验测试值吻合度较高。进一步结合另外两组试验数据,验证A_3和A_5模型的通用性发现,A_5模型比A_3模型更为准确,表明超细水雾通量在0~1 kg/m~3范围内时A_5模型更可靠。爆炸超压衰减模型的建立可为抑爆设计提供依据,工程实践时可为爆炸冲击波危害防控提供理论支撑。

关键词:安全工程;预混气爆炸;超细水雾通量;爆炸超压;衰减模型;回归分析

基金资助:国家自然科学基金项目(52274185); 国家重点研发计划项目(2018YFC0807900)