惰化剂粒径对铝粉火焰传播特性影响的实验研究

为探索惰化剂粒径对可燃工业粉尘火焰传播特性的影响,通过建立竖直粉尘燃烧管道实验平台,在碳酸氢钠质量分数为30%的惰化条件下,就碳酸氢钠粒径对铝粉燃烧火焰传播特性的影响进行了实验研究。结果表明:平均粒径为30 μm的碳酸氢钠粉体对平均粒径为15 μm的铝粉的火焰传播速度具有较好的抑制作用,惰性粉体与可燃工业粉尘应存在粒度匹配效应;碳酸氢钠粉体对铝粉火焰温度的惰化抑制效果与其粒径呈反比关系;碳酸氢钠粉体会减小铝粉火焰预热区厚度,预热区厚度随碳酸氢钠粒径的增加先减小后增大。此外,分析了碳酸氢钠粒径对铝粉火焰传播特性影响的作用机理。     

基于RGB颜色模型的玉米淀粉爆燃火焰传播速度

采用小尺度粉尘爆炸实验装置对不同质量浓度的玉米淀粉爆燃火焰传播过程进行了实验研究,建立了基于RGB颜色模型的火焰重构及形态学重建的粉尘火焰传播速度计算方法,计算了不同质量浓度下的玉米淀粉爆燃火焰传播速度。结果表明:采用基于RGB颜色模型的速度计算方法能够快速准确地计算出玉米淀粉爆燃火焰传播速度,火焰像素范围的确定是火焰速度计算的关键;管道内火焰传播速度受粉尘云质量浓度的影响,最大火焰传播速度随粉尘云质量浓度的增大先增大后减小,到达速度峰值的时间先缩短后增长,当质量浓度为0.63 kg/m3时,出现该实验条件下火焰传播速度最大值7.03 m/s。     

基于混合分数模型的层流扩散火焰碳黑生成模拟

烟点高度是表征燃料碳黑生成能力的重要参数,基于烟点高度的碳黑生成模型能够与混合分数燃烧模型耦合使用,使得计算成本降低;该模型仅包含一个与燃料相关的模型参数(烟点高度),使其容易扩展至其它燃料。因此基于烟点高度的碳黑生成模型是复杂火灾场景模拟的理想碳黑模型之一。但是,该模型还需要相应的适用于混合分数的碳黑氧化模型,因此本文通过假设氧气浓度在化学当量比附近的分布,对碳黑表面氧化模型中氧气摩尔浓度的计算进行了一定的修正。运用修正后的碳黑模型,结合混合分数燃烧模型对三种不同种类的层流扩散火焰进行数值模拟,结果表明,三种层流火焰的碳黑体积分数计算值和实验测量值基本吻合,表明碳黑氧化模型中氧气摩尔浓度的修正是基本合理的。     

温度及围护通风对独头巷道氡浓度分布的影响

根据计算流体力学以及氡的物理性质，建立具有硐室的独头巷道内氡的三维稳态传输模型，采用Fluent软件求解控制方程，使用UDF实现巷道内壁氡的析出和氡的衰变，得到独头巷道内的风场结构及氡的浓度分布。研究发现：通风量一定时，温度对氡的浓度影响显著，巷道内温度越高，巷道各处氡浓度越高。整个巷道硐室氡浓度最大，相比于修建防氡围护，对硐室采用局部通风，降氡效果更好。采用压入式通风时，巷道内氡浓度由内向外递增，提高巷道的通风率能够有效地降低巷道入口的氡浓度，但对硐室内氡浓度影响不大。