不同强度冲击波诱导沉积煤尘爆炸火焰传播特性
裴蓓1
张子阳1
潘荣锟1
余明高2
陈立伟1
温小萍1
1.河南理工大学煤炭安全生产河南省协同创新中心,河南焦作 4540032.重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室,重庆 400044
摘要：在全透明有机玻璃管道中,利用同步控制系统、高速摄像系统和高速粒子成像测速系统(PIV),从爆炸超压、火焰传播速度、火焰温度和复合火焰演化规律等方面研究了不同瓦斯爆炸强度条件下诱导沉积煤尘爆炸特性和复合火焰传播特性,并分析了煤尘卷扬湍流特征.实验结果表明:3种工况下,随着甲烷体积分数的增加,爆炸超压和压力上升速率明显增高,压力峰值来临时刻减小,且当体积分数超过8.5％后,压力曲线和压力上升速率曲线出现明显的振荡特征;复合火焰传播速度远大于纯瓦斯爆炸工况,且复合火焰传播速度-位置曲线均呈波动上升特征;甲烷的体积分数越接近当量比,爆炸超压、波前流速、火焰锋面温度及其温度上升速率越高;甲烷体积分数为9.5％和8.5％时,复合火焰呈"倒钩形",之后很快出现火焰加速;而甲烷体积分数降至8.5％后,复合火焰亮度降低,结构呈现破碎和不连续的形态特点.PIV测试表明:甲烷体积分数为9.5％时,初始爆炸强度高,波前流速快,煤粉可随冲击波整体快速运动,卷扬区整体湍流强度较高,大大加快了煤粉与空气的混合速度,促进了卷扬煤粉的燃烧.较高的冲击波波前流速和火焰锋面温度2种参数相结合是造成甲烷/煤尘复合火焰不断加速的原因.
关键词：瓦斯爆炸煤尘卷扬煤尘爆炸火焰加速火焰传播特性
分类号：TD712(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家重点研发计划(YFC20180808100)中国博士后科学基金(2018M630818)中国博士后科学基金(2019T120622)
论文发表日期：2021-02-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 498-506 )
英文信息