泡沫金属对甲烷/空气爆燃火焰的淬熄实验研究

发布时间：2024-06-14 23:47

　　为研究多孔材料对甲烷/空气预混气体爆燃火焰的抑制淬熄效果,运用一套自主设计的管道爆炸抑制系统进行实验研究。在实验中运用高速摄像机记录爆燃火焰在穿过多孔材料板时的淬熄过程,采用20,40,60,80PPI(孔目数)的4种多孔材料,研究不同孔目数的多孔材料对爆燃火焰传播的形态结构、火焰传播速度以及抑制淬熄等特性的影响。结果表明:多孔材料的孔目数对爆燃火焰传播的早期阶段影响较小,爆燃火焰都经历了半球形火焰和指形火焰阶段;当火焰传播到多孔材料板时,孔目数越大对火焰的降速作用越强,80PPI工况下爆燃火焰不能穿过多孔材料板,即发生淬熄。实验结果揭示了多孔材料对火焰的淬熄作用与微孔通道和火焰的相互作用有关。

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【部分图文】：

图2多孔材料及其局部放大Fig．2Porousmaterialsanditspartialenlargement

道前后两侧由石英玻璃板制成，以使高速相机记录下管道内爆燃火焰传播过程，高速摄像机的拍摄速度设置为960帧/s。实验中的点火系统、数据采集系统和高速摄像系统由同步控制器进行同步控制。实验气体中甲烷体积分数为9.5%，管道的初始温度和压力分别为298K和0.1MPa。可燃气被高能点火....

图3高速摄影机拍摄的火焰发展Fig．3Highspeedimagesofflameevolutions20PPI工况下，指形火焰尖端到达多孔材料板后直接穿过，且火焰穿过之后湍流程度明显增强，多孔材料板对爆燃火焰几乎没有阻隔作用;在40PPI工况下，指形火处的距离，得到火焰前锋到达位置随时间变化的关系，然后对火焰前锋到达位置对时间求一阶导数得到火焰传播速度

图3高速摄影机拍摄的火焰发展Fig．3Highspeedimagesofflameevolutions20PPI工况下，指形火焰尖端到达多孔材料板后直接穿过，且火焰穿过之后湍流程度明显增强，多孔材料板对爆燃火焰几乎没有阻隔作用;在40PPI工况下，指形火焰尖端到达多孔材料板后不能....

图4火焰传播速度Fig．4Flametipspeedversustime

图4火焰传播速度Fig．4Flametipspeedversustime出，在到达多孔材料板之前孔目数越小所达到的火焰最大速度越大。当火焰穿过多孔材料板时，受到其阻隔作用，20PPI的多孔材料板使爆燃火焰传播速度下降45%，40PPI工况下火焰速度下降75%，60PPI工况时下降....

图2多孔材料及其局部放大Fig．2Porousmaterialsanditspartialenlargement

道前后两侧由石英玻璃板制成，以使高速相机记录下管道内爆燃火焰传播过程，高速摄像机的拍摄速度设置为960帧/s。实验中的点火系统、数据采集系统和高速摄像系统由同步控制器进行同步控制。实验气体中甲烷体积分数为9.5%，管道的初始温度和压力分别为298K和0.1MPa。可燃气被高能点火....

本文编号：3994603