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球型密闭容器中铝粉爆炸机理的研究 总被引:4,自引:1,他引:4
对中心点火球型密闭容器中的铝粉爆炸进行了实验和理论两方面的研究。实验采用20立升的球。除测量压力外,还通过系踪平均法测试了流场的湍流强度,并利用电子显微镜和X光衍射仪分析了铝粉及其燃烧后残渣的形状和组分。文中对20立升和50立升球型容器中铝粉燃烧的全过程进行了数值模拟。对于可测量的量如压力和压力上升速率,计算结果与实验结果基本相符。基于反应区外质点的熵几乎不变这一事实,对计算获得的参数剖面还进行了理论分析。 相似文献
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球形封闭容器内一个简单的煤粉燃烧爆炸模型 总被引:1,自引:0,他引:1
在分析了大量球形封闭容器内煤粉燃烧爆炸实验数据基础上,考虑了煤粉燃烧爆炸机理所涉及的湍流燃烧、相变、各种化学反应动力学过程等复杂因素,并且对球形封闭容器内由于煤粉混合不均匀造成的燃烧不充分给予了考虑,得到了球形封闭容器内煤粉燃烧爆炸特征的数值计算结果,计算的压力-时间曲线与实验结果符合较好。 相似文献
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障碍物对铝粉火焰加速作用的实验研究 总被引:12,自引:2,他引:12
在沿火焰传播的通道上重复设置障碍物对粉尘火焰有明显加速作用,这种加速作用的机理可归功于障碍物诱导的湍流区对燃烧过程的正反馈。在封闭容器中,铝粉-空气混合物燃烧达到的最大压力p_(max)与障碍物的存在关系不大,而最大压力上升率(dp/dt)_(max)与障碍物的存在有关。因为p_(max)取决于容器内的总能量,(dp/dt)_(max)则取决于燃烧过程,即能量释放率。 相似文献
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在水平粉尘爆轰管上分别对2m、5m和13m三种粒径的铝粉-空气混合物进行了弱点火条件下燃烧转爆轰的实验研究。实验分别考察了粉尘浓度、颗粒尺度及扬尘方法等因素对爆轰特性(如爆轰速度、最大压力等)的影响。结果表明,2m球形铝粉最大爆轰压力达7.8MPa、稳态爆速达1.95km/s;5m铝粉亦有爆轰特征,但状态较弱;13m的铝粉达不到爆轰。混合物的浓度对爆轰参数有影响,并存在最优浓度,在此浓度下,爆轰参数取得最大值,而且最优浓度的值随粉尘颗粒直径增加而增大。扬尘方法对爆轰特性有影响,预混粉尘与激波卷扬粉尘对比实验表明,其压力与速度的典型差别分别高达300%与74%。 相似文献
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铝粉-空气混合物燃烧转爆轰(DDT)过程的实验研究 总被引:1,自引:0,他引:1
在水平粉尘爆轰管上分别对2μm、5μm和13μm三种粒径的铝粉-空气混合物进行了弱点火条件下燃烧转爆轰的实验研究。实验分别考察了粉尘浓度、颗粒尺度及扬尘方法等因素对爆轰特性(如爆轰速度、最大压力等)的影响。结果表明,2μm球形铝粉最大爆轰压力达7.8MPa、稳态爆速达1.95km/s;5μm铝粉亦有爆轰特征,但状态较弱;13μm的铝粉达不到爆轰。混合物的浓度对爆轰参数有影响,并存在最优浓度,在此浓度下,爆轰参数取得最大值,而且最优浓度的值随粉尘颗粒直径增加而增大。扬尘方法对爆轰特性有影响,预混粉尘与激波卷扬粉尘对比实验表明,其压力与速度的典型差别分别高达300%与74%。 相似文献
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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。 相似文献
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密闭空间煤粉的爆炸特性 总被引:4,自引:0,他引:4
利用ISO6184/1和IEC推荐的20L球型爆炸测试装置,对4种规格的煤粉进行了系统的粉尘爆炸实验,探讨了煤粉的爆炸规律。得到了样品的爆炸下限浓度、最大爆炸压力,最大爆炸压力上升速率变化规律;分析了浓度、粒径、点火能量对煤粉爆炸猛烈度的影响。结果表明,粒径越小的煤粉,爆炸下限越小,而且在指定浓度下爆炸越猛烈。随着浓度的增大,最大爆炸压力和上升速率先增后减。样品3,峰值爆炸压力对应的浓度为400~1000g/m3,爆炸压力最大值为0.54MPa;点火头能量的增大在一定程度上促使反应更充分,从而爆炸强度更强。由于煤粉组成的特点,实验数据一定程度上说明了爆炸过程中气相燃烧的重要作用。 更多还原 相似文献
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充气压力容器在超高速撞击下的典型损伤包括穿孔及其边缘的裂纹失稳破坏,会导致气体泄漏或爆炸,内压对容器前壁损伤的影响仍不明确。以不同内压的球形铝合金充气压力容器为研究对象,开展了球形铝合金弹丸超高速撞击实验和数值模拟计算,分析了内充气体压强对前壁穿孔形貌特征、穿孔直径、孔边环向应力等的影响规律和影响机理,讨论了气体冲击波的传播行为及影响前壁穿孔边缘裂纹失稳破坏的机制。结果表明:前壁穿孔边缘内翻边形貌与内压相关,内压越高,弯折程度越轻;穿孔直径与内充气体压强正相关,但气体对孔径的影响远小于容器壁厚及撞击速度的影响;穿孔边缘使裂纹失稳破坏的环向拉应力不仅受到后壁反射冲击波的影响,也与容器壁内应力波的传播有关,与内压成正比。 相似文献
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Optimum design considerations for an underwater storage vessel to contain liquid gases and oils led to the assessment of an
axisymmetric shell of revolution—the Echinodome or drop shape. Analytical treatment of the various types of loading to which
the shell could be subjected indicated that buckling was the more critical design criteria.
A small GRP spherical shell under hydrostatic pressure was investigated for its buckling behavior both experimentally and
theoretically. In the experimental approach surface strains were measured using electric resistance strain-gage rosettes on
the inner and outer surfaces. Predictions of critical buckling pressure were made from the experimental results using a Southwell
technique and numerically by the finite-element method. The influence of the results on design procedures is discussed.
Paper was presented at V International Congress on Experimental Mechanics held in Montreal, Quebec, Canada on June 10–15,
1984. 相似文献
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Having high corrosion and thermal resistance characteristics, Functionally Graded Materials have been found wide range of applications in engineering fields. The analytical elasto-plastic solution for spherical vessels composed of outer homogenous part and inner FG coating under combined pressure and thermal loading is presented in this paper. Furthermore, the loading conditions resulted into onset of yielding from inner radius and fully plastic vessel are obtained. Material constituents in both homogenous and FG parts are assumed to be aluminum and SiC as metal matrix and ceramic particles, respectively. Although the amount of SiC particles in the homogenous part of vessel is assumed to be constant, it is varying in the radial direction of FG part based on the power law function. The results concerning two types of vessels with harder and softer FG coatings are also compared with those from homogenous vessel. Moreover, two dimensional finite element model was applied to simulate the process while the results were considered to verify the accuracy of the analytical solution. Generally, the results demonstrate that coating and grading behavior can really affect the stress distribution and yield pattern in the homogenous vessel with an inner FG coating. 相似文献
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采用20 L近球形粉尘爆炸实验系统,探究微米级铝粉在不同点火延迟时间、粉尘粒径及粉尘浓度下的爆炸特性规律。结果表明:当点火延迟时间在20~120 ms范围内,铝粉最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率先增大后减小,随铝粉粒径增大,最佳点火延迟时间增大;在任一点火延迟时间下,粒径大于8.12 μm的铝粉最大爆炸压力随粉尘粒径的减小呈增大的变化趋势;粒径大于8.12 μm的铝粉,在80~440 g/m3粉尘浓度范围内,铝粉最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率先增大后减小,且铝粉粒径越小,对应的最猛烈爆炸粉尘浓度越低。 相似文献
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为了研究不同初始条件对甲烷-空气混合物爆炸极限的影响,利用容积为20 L的爆炸罐,在不同初始温度(25~200 ℃)和初始压力(0.1~1.0 MPa)条件下测定了甲烷-空气混合物的爆炸极限。实验结果表明,随着初始温度和初始压力的升高,爆炸上限升高,爆炸下限降低,爆炸极限范围扩大。在实验温度和压力范围内,常压/常温条件下,爆炸上限和下限与初始温度/初始压力呈线性相关。爆炸上限与初始温度的相关性受初始压力的影响,其与初始压力的相关性也与初始温度有关。然而,初始压力/初始温度对爆炸下限的影响与初始温度/初始压力的相关性并不显著。初始温度和初始压力对爆炸极限的耦合影响比单一因素对其的影响大,且相较而言,其对爆炸上限的影响更为显著。本文中绘制了影响曲面来描述初始温度和初始压力如何影响甲烷-空气混合物的爆炸极限。 相似文献
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《应用数学和力学(英文版)》2019,(6)
This study presents an analytical solution of thermal and mechanical displacements, strains, and stresses for a thick-walled rotating spherical pressure vessel made of functionally graded materials(FGMs). The pressure vessel is subject to axisymmetric mechanical and thermal loadings within a uniform magnetic field. The material properties of the FGM are considered as the power-law distribution along the thickness. Navier's equation, which is a second-order ordinary differential equation, is derived from the mechanical equilibrium equation with the consideration of the thermal stresses and the Lorentz force resulting from the magnetic field. The distributions of the displacement,strains, and stresses are determined by the exact solution to Navier's equation. Numerical results clarify the influence of the thermal loading, magnetic field, non-homogeneity constant, internal pressure, and angular velocity on the magneto-thermo-elastic response of the functionally graded spherical vessel. It is observed that these parameters have remarkable effects on the distributions of radial displacement, radial and circumferential strains, and radial and circumferential stresses. 相似文献