風排瓦斯的可燃極限及阻火問題研究.pdf

1、風排瓦斯減排近年來逐步受到重視，為保障減排系統(tǒng)安全運行、消除安全隱患，需要對甲烷-氧氣-氮氣-二氧化碳的混合氣體進行可燃極限研究，以及對混合氣體被點燃后的阻火進行研究。因此，本文主要針對這兩方面展開相關工作，為工業(yè)安全及阻火器設計提供參考。
　　對于可燃極限方面，本文首先采用數(shù)值計算方法進行可燃極限預測，然后根據(jù)預測結果設計實驗測量特定配比下的可燃極限。
　　基于化學平衡方法，采用ChemKin軟件求解不同配比下混合物的絕熱

2、燃燒溫度。選取臨界溫度1450K作為混合氣體是否可燃的判別標準，研究了氮氣、二氧化碳摻入對可燃極限的影響，并對甲烷與二氧化碳按特定比例混合的情況進行了可燃極限預測。
　　在7L爆炸容器中，用光電傳感器檢測距離點火源100mm處是否有火焰信號，如果3次重復實驗均未記錄到火焰信號則認為混合物不可燃，否則認為是可燃的。據(jù)此對瓦斯突出后與空氣混合的情況進行了可燃極限測量，并根據(jù)實驗情況進行修正，得到了甲烷與二氧化碳按不同比例混合時在空氣中

3、的可燃極限。
　　風排瓦斯減排系統(tǒng)中點火發(fā)生后，為阻止火焰在管道內(nèi)傳播，需要安裝合適的阻火器。常用的波紋板型阻火器，其狹縫為三角形截面。不同截面形狀的狹縫之間有對應的換算關系。本文通過對矩形截面狹縫內(nèi)火焰?zhèn)鞑ゴ阆ǖ膶嶒炑芯恳约安煌孛嫘螤瞠M縫內(nèi)火焰淬熄的數(shù)值模擬，為阻火器的選擇及設計提供參考。
　　在矩形截面激波管內(nèi)，安裝分布有不同寬度狹縫的裝置，火焰經(jīng)過加速段后進入狹縫?；鹧孢M入狹縫時的速度通過改變預混氣體中甲烷的含量進行

4、調(diào)節(jié)。本文采用高速攝影記錄下火焰在狹縫內(nèi)的傳播和淬熄過程，最終得到不同入口火焰速度下的淬熄長度-狹縫寬度關系，并給出了相應的經(jīng)驗公式。
　　采用Fluent對火焰在狹縫內(nèi)的傳播和淬熄進行模擬，以1000K代表火焰陣面，作為火焰熄滅的臨界溫度，定性分析了不同入口火焰速度、不同狹縫寬度、不同截面形狀對淬熄長度的影響。
　　本文研究所得的瓦斯突出在空氣中的可燃極限范圍為工業(yè)安全提供了參考依據(jù);得到的火焰在狹縫內(nèi)的淬熄長度與火焰速度