真空腔对瓦斯爆炸抑制作用研究

鉴于现有阻隔爆装置的失效，采用实验研究和理论分析等手段对管道内（受限空间）瓦斯爆炸的真空腔抑制作用进行一系列研究。从受限空间内可燃气体爆炸传播规律和爆炸波破坏效应的研究入手，分析了爆炸从爆燃向爆轰转变时气体状态参数的变化规律及瓦斯爆炸强度的影响因素。给出了衡量爆炸波破坏效应的特征参量的计算方法和数学公式，提出火焰传播距离、P-I准则三个指标的瓦斯爆炸抑制作用评价模式。通过改变甲烷浓度、腔体结构尺寸，从火焰传播速度和距离、最大峰值超压、冲击波作用的冲量大小等参量指标综合考察真空腔结构的泄爆效果，研究结果证实真空腔具有较好的熄火、泄压作用，并通过找出具有最佳抑爆效果的真空腔结构形状和安装位置。基于爆炸传播过程的不同，分别从热理论、表面更新理论和链锁反应理论及管道内爆炸发展等方面对真空腔的泄爆机理进行详细分析，指出表面更新理论较双膜理论更能较好地解释连续流和稀薄流之间的传质过程。