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第1章 ABC干粉和细水雾抑制甲烷爆炸机理1

1.1 甲烷爆炸理论1

1.1.1 热爆炸理论1

1.1.2 链式反应理论3

1.2 粉体抑制甲烷爆炸机理6

1.2.1 粉体抑爆剂基本特性6

1.2.2 超细粉体抑爆剂效应8

1.2.3 粉体抑爆机理9

1.3 细水雾抑制甲烷爆炸机理11

1.3.1 细水雾的概念和分级11

1.3.2 细水雾的产生方式11

1.3.3 细水雾抑爆机理12

第2章 管道内甲烷爆炸传播实验研究13

2.1 实验系统简介13

2.1.1 爆炸管道13

2.1.2 测量设备14

2.1.3 点火装置15

2.1.4 配气循环装置16

2.2 实验方案16

2.2.1 测点布置16

2.2.2 实验工况18

2.2.3 实验方法18

2.3 管道内甲烷爆炸压力波传播规律研究19

2.3.1 爆炸压力峰值沿管道传播规律分析20

2.3.2 压力峰值呈现时间变化特点22

2.4 管道内甲烷爆炸火焰传播规律研究26

2.4.1 火焰传播距离与时间关系26

2.4.2 火焰平均传播速度29

2.4.3 火焰瞬时传播速度30

2.5 管道内压力波与火焰面的空间关系34

第3章 ABC干粉抑制甲烷爆炸实验研究39

3.1 实验系统简介39

3.1.1 实验系统39

3.1.2 工作原理40

3.2 实验方案42

3.2.1 实验方法42

3.2.2 实验工况42

3.3 抑制甲烷爆炸影响因素43

3.3.1 抑爆剂喷射方式对抑爆效果的影响43

3.3.2 抑爆器布置方式对抑爆效果的影响45

3.3.3 抑爆剂用量对抑爆效果的影响46

3.4 抑爆效果分析48

3.5 抑爆机理分析52

第4章 细水雾对甲烷爆炸极限的影响实验研究59

4.1 抑爆细水雾与喷嘴59

4.1.1 抑爆细水雾59

4.1.2 喷嘴类型、参数及特性59

4.2 实验系统简介66

4.2.1 透明管道66

4.2.2 水雾发生器67

4.2.3 供水设施68

4.2.4 高速摄影系统69

4.2.5 点火系统69

4.3 实验方案70

4.3.1 实验内容70

4.3.2 实验条件71

4.3.3 实验方法及步骤71

4.3.4 爆炸实验的判定72

4.4 实验结果及分析74

4.4.1 细水雾粒度对爆炸下限的影响74

4.4.2 细水雾流量对爆炸下限的影响78

4.4.3 细水雾粒度与流量对爆炸下限影响的对比分析79

4.4.4 细水雾粒度对爆炸上限的影响81

4.4.5 细水雾流量对爆炸上限的影响84

4.4.6 细水雾粒度与流量对爆炸上限影响的对比分析85

第5章 细水雾对甲烷爆炸的影响数值模拟研究86

5.1 理论模型86

5.1.1 物理模型86

5.1.2 湍流模型86

5.1.3 离散相模型88

5.2 数值计算方法89

5.2.1 有限体积法89

5.2.2 SIMPLE算法90

5.3 条件设置91

5.3.1 网格划分91

5.3.2 初始条件91

5.3.3 边界条件92

5.4 甲烷爆炸过程数值模拟93

5.5 细水雾对甲烷爆炸的影响数值模拟95

5.5.1 细水雾抑制甲烷爆炸作用过程96

5.5.2 细水雾作用下温度变化97

5.5.3 细水雾粒度对抑爆效果的影响99

第6章 细水雾对非金属管材抗静电性能的影响研究101

6.1 煤矿井下非金属甲烷输送管道静电的产生及危害分析102

6.2 水喷雾提高非金属管材抗静电性能的原理及非金属管材的选取103

6.2.1 水喷雾提高非金属管材抗静电性能的原理103

6.2.2 非金属管材的选取103

6.3 细水雾作用下非金属管材抗静电性能实验105

6.3.1 实验内容105

6.3.2 实验方法105

6.3.3 实验步骤106

6.3.4 实验数据分析107

参考文献115