周于翔, 张培理, 蒋新生, 马驰, 梁建军, 王冬, 何东海. 长径比与体积对密闭方形管道内油气爆炸超压特性的影响[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2024-0366
引用本文: 周于翔, 张培理, 蒋新生, 马驰, 梁建军, 王冬, 何东海. 长径比与体积对密闭方形管道内油气爆炸超压特性的影响[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2024-0366
Influence of length-diameter ratio and volume on hydrocarbon explosion overpressure characteristics in a closed square pipeline[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2024-0366
Citation: Influence of length-diameter ratio and volume on hydrocarbon explosion overpressure characteristics in a closed square pipeline[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2024-0366

长径比与体积对密闭方形管道内油气爆炸超压特性的影响

doi: 10.11883/bzycj-2024-0366
基金项目: 重庆市教委科学技术研究(KJZD-M202112901);重庆市自然科学基金(CSTB2023NSCQ-MSX0127);陆军勤务学院青年基金(LQ-QN-202314);

Influence of length-diameter ratio and volume on hydrocarbon explosion overpressure characteristics in a closed square pipeline

  • 摘要: 为了有效预测和控制封闭空间内油气爆炸的后果,进而减少事故导致的人员伤亡和财产损失,对油气爆炸的超压特性与爆炸发生空间尺度的关系进行了研究。在控制初始油气浓度以及点火位置和点火能量不变的情况下,开展了不同长径比、不同体积和不同长度的密闭方形管道条件下油气的爆炸超压特性实验。实验结果表明,在爆炸过程中,超压上升的速率经历急剧增长期、持续震荡期和衰减终止期这三个阶段,其反映了反应速率与热损失之间的动态变化关系。体积不变(21.2L),随着长径比的增加(从7.1增加至35.7),最大超压下降47.5%(从472.9kPa下降至248.5kPa)、平均超压上升率下降73.5%(1359kPa·s-1下降到360kPa·s-1)、最大超压上升速率下降66.4%(从3204kPa·s-1下降至1078kPa·s-1)及爆炸威力下降86.2%(从643 (kPa)2/ms下降到89 (kPa)2/ms),这是由于管口面积的变化(从207cm2减小到71cm2)影响反应速率以及管道内表面积的变化(从629cm2增加到1022cm2)影响热损失。进一步分析试验结果发现,管口面积变化会直接影响火焰前锋面积和反应速率,对最大超压的影响更为直接和显著,而内表面积变化对最大超压的影响相对间接,是通过调节能量传递和热损失来起作用。此外,管道长度是影响到达最大超压时间的关键因素,管道增长不仅增加了热损失,还使反射波与入射波的叠加时间点延后,并且反射波的能量会相对较多地衰减。
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出版历程
  • 收稿日期:  2024-09-28
  • 网络出版日期:  2024-12-04

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