点火能对丙烷-空气预混气体爆炸过程及管壁动态响应的影响

周宁 张国文 王文秀 赵会军 袁雄军 黄维秋

周宁, 张国文, 王文秀, 赵会军, 袁雄军, 黄维秋. 点火能对丙烷-空气预混气体爆炸过程及管壁动态响应的影响[J]. 爆炸与冲击, 2018, 38(5): 1031-1038. doi: 10.11883/bzycj-2017-0049
引用本文: 周宁, 张国文, 王文秀, 赵会军, 袁雄军, 黄维秋. 点火能对丙烷-空气预混气体爆炸过程及管壁动态响应的影响[J]. 爆炸与冲击, 2018, 38(5): 1031-1038. doi: 10.11883/bzycj-2017-0049
ZHOU Ning, ZHANG Guowen, WANG Wenxiu, ZHAO Huijun, YUAN Xiongjun, HUANG Weiqiu. Effect of ignition energy on the explosion process and the dynamic response of propane-air premixed gas[J]. Explosion And Shock Waves, 2018, 38(5): 1031-1038. doi: 10.11883/bzycj-2017-0049
Citation: ZHOU Ning, ZHANG Guowen, WANG Wenxiu, ZHAO Huijun, YUAN Xiongjun, HUANG Weiqiu. Effect of ignition energy on the explosion process and the dynamic response of propane-air premixed gas[J]. Explosion And Shock Waves, 2018, 38(5): 1031-1038. doi: 10.11883/bzycj-2017-0049

点火能对丙烷-空气预混气体爆炸过程及管壁动态响应的影响

doi: 10.11883/bzycj-2017-0049
基金项目: 

国家自然科学基金 51204026

公安部科技强警基础工作专项 2014GABJC047

江苏省高校"‘青蓝工程’资助" SCZ1409700002

江苏省高等学校自然科学研究项目 16KJB620001

常州市科技支撑计划项目 CE20155025

建筑消防工程技术公安部重点实验室开放课题 KFKT2014MS02

建筑消防工程技术公安部重点实验室开放课题 KFKT2015ZD03

详细信息
    作者简介:

    周宁(1977-), 男, 博士, 副教授

    通讯作者:

    张国文, zgw434598959@163.com

  • 中图分类号: O381

Effect of ignition energy on the explosion process and the dynamic response of propane-air premixed gas

  • 摘要: 在长12 m的无缝不锈钢直管中,通过改变初始点火能量,探究了点火能对封闭管道内丙烷-空气混合气体爆炸传播特性和激波对管壁动态加载的影响。结果表明,初始点火能对预混气体爆炸火焰传播规律以及管壁的动态响应有显著影响:点火能越大,爆炸越剧烈,爆炸压力峰值压力和管壁最大应变就越大,且压力波和管壁应变的发展一致。火焰在传播过程中受到管道末端反射波的作用会发生短暂熄灭和复燃;管壁承受冲击波加载,应变信号主要分布在0~781.25 Hz,管壁最大应变率大于10-3 s-1,实验工况下管壁应变属动态响应。
  • 图  1  实验装置图

    Figure  1.  Sketch map of experimental set-up

    图  2  传感器布置图

    Figure  2.  Arrangement diagram of sensors

    图  3  同一位置处光电信号和压力信号

    Figure  3.  Photoelectric signal and pressure signal at the same position

    图  4  反射冲击波对管道内压力波传播与管壁应变的影响

    Figure  4.  Effects of shock wave reflection on pipeline pressure wave propagation and tube wall strain

    图  5  不同点火能下最大爆炸峰值压力拟合曲线

    Figure  5.  Maximum explosion peak pressure fitting curveat different ignition energy

    图  6  不同点火能下薄壁最大应变拟合曲线

    Figure  6.  Maximum micro strain fitting curveat different ignition energy

    图  7  末端闭口时应变信号小波分析

    Figure  7.  Wavelet analysis of the strain signal with port closure

    图  8  不同点火能下的管道薄壁应变率

    Figure  8.  Thin wall strain rate at different ignition energies

    图  9  不同频带内的薄壁应变率时程曲线

    Figure  9.  Tube wall strain rate time history curves in different frequency bands

    表  1  管道上传感器布置

    Table  1.   Distribution of sensors on the blast tube

    传感器编号 传感器类型 距点火端距离/m
    F1 光电 1.5
    F2 光电 2.0
    F3 光电 4.5
    F4 光电 5.0
    F5 光电 5.5
    F6 光电 7.5
    F7 光电 8.0
    F8 光电 10.5
    F9 光电 11.0
    F10 光电 11.5
    P11 压力 2.0
    P12 压力 4.5
    P13 压力 5.0
    P14 压力 7.5
    P15 压力 8.0
    P16 压力 10.5
    S17 应变 4.5
    S18 应变 10.5
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    表  2  小波分解频带表

    Table  2.   Frequency band table of wavelet decomposition

    频带 频率范围/kHz
    d1 50~100
    d2 25~50
    d3 12.5~25
    d4 6.25~12.5
    d5 3.125~6.25
    d6 1 563~3 125
    d7 781.3~1 562.5
    d8 390.6~781.25
    d9 195.3~390.6
    d10 97.65~195.3
    d11 48.83~97.65
    d12 24.415~48.83
    a12 0~24.415
    a11 0~48.83
    a10 0~97.65
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-02-17
  • 修回日期:  2017-05-09
  • 刊出日期:  2018-09-25

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