基于量纲分析理论的煤尘爆炸能量预测模型

李雨成 刘天奇 周西华

李雨成, 刘天奇, 周西华. 基于量纲分析理论的煤尘爆炸能量预测模型[J]. 爆炸与冲击, 2017, 37(3): 566-570. doi: 10.11883/1001-1455(2017)03-0566-05
引用本文: 李雨成, 刘天奇, 周西华. 基于量纲分析理论的煤尘爆炸能量预测模型[J]. 爆炸与冲击, 2017, 37(3): 566-570. doi: 10.11883/1001-1455(2017)03-0566-05
Li Yucheng, Liu Tianqi, Zhou Xihua. An energy prediction model for coal dust explosion based on dimensional analysis[J]. Explosion And Shock Waves, 2017, 37(3): 566-570. doi: 10.11883/1001-1455(2017)03-0566-05
Citation: Li Yucheng, Liu Tianqi, Zhou Xihua. An energy prediction model for coal dust explosion based on dimensional analysis[J]. Explosion And Shock Waves, 2017, 37(3): 566-570. doi: 10.11883/1001-1455(2017)03-0566-05

基于量纲分析理论的煤尘爆炸能量预测模型

doi: 10.11883/1001-1455(2017)03-0566-05
基金项目: 

国家自然科学基金项目 51204089

国家自然科学基金项目 51274115

辽宁省教育厅科研项目 L2014131

详细信息
    作者简介:

    李雨成(1978—), 男, 博士, 副教授, 硕士生导师, lyclntu@163.com

  • 中图分类号: O389;X936

An energy prediction model for coal dust explosion based on dimensional analysis

  • 摘要: 为预测煤尘爆炸能量,基于量纲分析理论建立煤尘爆炸能量预测模型。选取爆炸能量E、空气密度ρ和大气压强p的量纲为导出量纲。根据量纲分析Π定理得出含有待定参数λ的具有普适性的能量预测模型。通过小型煤尘爆炸性实验设计,测定10次爆炸最长火焰长度平均值l0、10次最长火焰长度出现时间平均值t0与该小型煤尘爆炸中释放能量E0,确定模型中参数λ为0.467。对模型变量tEl的函数关系进行合理性检验。通过实测的15组不同时刻的火焰长度进行模型变量tl幂指关系检验。检验结果表明:量纲选取完备,预测模型科学合理。
  • 图  1  煤尘爆炸性鉴定装置

    Figure  1.  Identification equipment of coal dust explosibility

    图  2  拟合结果

    Figure  2.  Fitted result

    表  1  不同时刻的火焰长度

    Table  1.   Flame lengths at different times

    t/sl/m
    0.000 10.087 6
    0.000 30.135 0
    0.000 50.166 6
    0.000 70.190 8
    0.000 90.210 9
    0.0010.220 1
    0.0030.341 6
    0.0050.418 9
    0.0070.479 3
    0.0090.529 8
    0.0100.552 9
    0.0110.574 1
    0.0120.594 5
    0.0130.613 5
    0.0140.632 4
    下载: 导出CSV
  • [1] 金龙哲.矿井粉尘防治理论[M].北京:科学出版社, 2010:45-56.
    [2] 李雨成.矿井粉尘防治理论及技术[M].北京:煤炭工业出版社, 2015:23-38.
    [3] 蔡周全, 罗振敏, 程方明.瓦斯煤尘爆炸传播特性的实验研究[J].煤炭学报, 2009, 34(7):938-941. doi: 10.3321/j.issn:0253-9993.2009.07.015

    Cai Zhouquan, Luo Zhenmin, Cheng Fangming. Experimental study on propagation characteristics of gas and coal dust explosion[J]. Journal of Coal, 2009, 34(7):938-941. doi: 10.3321/j.issn:0253-9993.2009.07.015
    [4] 来诚锋, 段滋华, 张永发.煤粉末的爆炸机理[J].爆炸与冲击, 2010, 30(3):325-328. http://www.bzycj.cn/CN/abstract/abstract8365.shtml

    Lai Chengfeng, Duan Zihua, Zhang Yongfa. Explosion mechanism of carbon powder[J]. Explosion and Shock Waves, 2010, 30(3):325-328. http://www.bzycj.cn/CN/abstract/abstract8365.shtml
    [5] 李庆钊, 翟成, 吴海进.基于20L球形爆炸装置的煤尘爆炸特性研究[J].煤炭学报, 2011, 36(S1):119-124. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=QK201101274491

    Li Qingzhao, Zhai Cheng, Wu Haijin. Investigation on dust explosion characteristics using 20 L explosion sphere vessels[J]. Journal of Coal, 2011, 36(S1):119-124. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=QK201101274491
    [6] 程磊. 受限空间煤尘爆炸冲击波传播衰减规律研究[D]. 焦作: 河南理工大学, 2011: 79-91. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=degree&id=D567483
    [7] 张延松.瓦斯爆炸诱导沉积煤尘爆炸研究[M].北京:中国矿业大学出版社, 2011:19-31.
    [8] 李润之.瓦斯爆炸诱导沉积煤尘爆炸的数值模拟[J].爆炸与冲击, 2010, 30(5):529-534. http://www.bzycj.cn/CN/abstract/abstract8786.shtml

    Li Runzhi. Numerical simulation of coal dust explosion induced by gas explosion[J]. Explosion and Shock Waves, 2010, 30(5):529-534. http://www.bzycj.cn/CN/abstract/abstract8786.shtml
    [9] 王新, 李润之, 张延松.瓦斯爆炸引起沉积煤尘爆炸传播实验研究[J].中国安全科学学报, 2009, 19(4):73-77. doi: 10.3969/j.issn.1003-3033.2009.04.013

    Wang Xin, Li Runzhi, Zhang Yansong. Experimental study on the propagation laws of gas explosion inducing coal dust explosion[J]. China Safety Science Journal, 2009, 19(4):73-77. doi: 10.3969/j.issn.1003-3033.2009.04.013
    [10] 李雨成, 刘天奇, 陈善乐.煤质指标对煤尘爆炸火焰长度影响作用的主成分分析[J].中国安全生产科学技术, 2015, 11(3):40-46. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=zgzyaqwsgltxrz201503008

    Li Yucheng, Liu Tianqi, Chen Shanle. Principal component analysis of impact of coal quality index on flame length in coal dust explosion[J]. Journal of Safety Science and Technology, 2015, 11(3):40-46. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=zgzyaqwsgltxrz201503008
    [11] Li Yucheng, Liu Tianqi, Chen Shanle. The prediction model research of flame length of coal dust explosion based on coal quality indexes’ PCRA[J]. International Journal of Earth Sciences and Engineering, 2014, 7(5):1777-1787.
    [12] Bridgman P W. Dimensional analysis[M]. New York: Classics Press, 2013:24-31.
    [13] 谈庆明.量纲分析[M].北京:中国科学技术大学出版社, 2005:48-59.
  • 加载中
图(2) / 表(1)
计量
  • 文章访问数:  4381
  • HTML全文浏览量:  1314
  • PDF下载量:  372
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2015-09-22
  • 修回日期:  2015-12-28
  • 刊出日期:  2017-05-25

目录

    /

    返回文章
    返回