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瓦斯爆炸过程中火焰瞬时传播规律研究.pdf

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第20卷第8期中国安全科学学报Vol.20No.8 2010年8月ChinaSafetyScienceJournalAug.2010 瓦斯爆炸过程中火焰瞬时传播规律研究* 1,21,21,21,21,2 江丙友林柏泉教授朱传杰沈春明翟成副教授 (1中国矿业大学安全工程学院,徐州221116 2中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室,徐州221008) 学科分类与代码:6203020(爆炸安全工程)中图分类号:X932文献标志码:A 基金项目:国家重点基础研究发展计划项目(973计划)(2011CB201205);国家自然科学基金青年基金资助(50804048); 爆炸科学与技术国家重点实验室开放基金研究课题(KFJJ10-19M)。 摘要在改善后的瓦斯爆炸试验条件下,为了得到任意位置的火焰传播速度,对火焰通过各传 感器所处的位置与其对应时间进行统计分析,发现可以用二次抛物线方程来表达火焰传播距离与其 对应时间之间的关系,由此推导火焰瞬时传播速度随管道位置变化的关系式,得到管道任意位置及 任意时刻的火焰速度计算公式。研究发现:瓦斯爆炸火焰传播运动过程近似于匀加速直线运动过 程;当加螺旋环时火焰传播过程接近于匀速直线运动。随着管道长度的不断增大,火焰瞬时速度不 断增加,但增加的幅度越来越小,当管道长度达到某值后,火焰速度将趋于某一定值。煤矿井下可根 据各点计算得出的火焰速度大小,采用相应的预防措施,减少瓦斯爆炸造成的损失。 关键词瓦斯爆炸;火焰;瞬时传播速度;曲线拟合;拟合度;螺旋环 InstantaneousFlamePropagationLawofGasExplosion 1,21,21,21,2 JIANGBingyouLINBaiquan,Prof.ZHUChuanjieSHENChunming 1,2 ZHAICheng,Assoc.Prof. (1SchoolofSafetyEngineering,ChinaUniversityofMining&Technology,Xuzhou221116,China 2StateKeyLaboratoryofCoalResources&SafeMining,ChinaUniversityofMining&Technology, Xuzhou221008,China) Abstract:Undertheimprovedexperimentalconditionsofgasexplosion,statisticalanalysisismadeto learntherelationshipbetweensensorpositionandthetimeflamepassedthroughinordertogettheflame propagationspeedofanyposition.Therelationshipcurvebetweendistanceandcorrespondingtimeishigh lyinaccordwiththesecondparabolacurve.Instantaneousflamepropagationspeedalongpipelineisde rived,anditisobtainedatanypositionandanytime.Theresultsshowtha:ttheflamespreadingprocess ofgasexplosionapproximatestoauniformlyacceleratingrectilinearmotion,andparticularly,itapproxi matestoauniformlinearmotionwithspiralring.Instantaneousflamespeedincreasesalongpipeline,but theincreasingamplitudeisbecomingsmaller,andthentheflamespeedincreasestoafixedvaluewiththe pipelinelengthincreasestoacertainvalue.Somerelevantpreventivemeasurescanbetakentoreducethe losscausedbygasexplosionaccordingtoflamespeedofeachpointinundergroundcoalmines. Keywords:gasexplosion;flame;instantaneouspropagati