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2010年11月11日

【期刊论文】管内可燃气云爆炸的实验研究与数值模拟

毕明树, 杨国刚, 丁信伟, 王淑兰

煤炭学报,2004,29(5):572~575,-0001,():

摘要

以长6m、管径?159×7 的钢管为实验装置,进行了管内乙炔和空气爆炸实验。结果显示,随着气云长度的增加,爆炸最大压力明显升高。建立了描述管内气云爆炸的理论模型,采用SIMPLE算法进行了数值求解。计算结果与实验值相比较,最大偏差为1917%,平均偏差为6133%。对长100m的管内甲烷和空气爆炸威力进行了预测,当气云长为10m 时,最大压力发生在轴向55m处,可达323kPa.

关键词: 可燃气云, 爆炸 压缩波

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2010年11月11日

【期刊论文】可燃气云内置障碍物对爆炸冲量场影响的实验研究

毕明树, 丛立新, 丁信伟

石油学报,2004,20(6):63~67,-0001,():

摘要

设计了内置半球条栅形障碍物的气云爆燃实验系统,爆燃过程的压力2时间曲线由动态响应时间小于1ms的数据采集系统通过计算机记录、储存与输出,数据采集系统由压力传感器、A/D采集卡和计算机组成。通过编制冲量计算程序,由压力2时间曲线算得各测点的冲量值。对气云爆炸冲量场与可燃气云浓度、障碍物特性参数之间的关系进行了实验研究,结果表明,乙炔2空气混合物的最危险的混合物体积分数为13.3%;障碍物空隙率、半径、空隙宽度及条栅宽度对冲量场的影响非常显著,而它们之间的交互作用几乎没有什么影响。通过曲线拟合和方差分析得到了半球形气云爆炸冲量场的近似余弦衰减规律。

关键词: 可燃气云, 爆炸 冲量

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2010年11月11日

【期刊论文】管道内可燃气体爆燃的一维数值模拟*

毕明树, 尹旺华, 丁信伟, 王淑兰

天然气工业,2003,23(4):89~92,-0001,():

摘要

密闭空间可燃气体爆炸一直是化工、石油、矿业、冶金等行业的重大灾害之一。由于可燃性气体燃料与空气混合物爆源具有能量密度小、爆源体积大、能量释放时间长等特点,所以点源强爆炸近似不再成立。文章从流体力学和化学反应动力学守恒方程出发,对管道内可燃气体爆燃进行了数值模拟,获得了不同时刻爆燃的压力场、温度场、密度场,讨论了可燃气体活性、组分以及管道长度对爆燃压力和压力上升速率的影响,为工程上防爆、抑爆、泄爆提供了理论基础和数据。

关键词: 管道, 密闭系统, 可燃气, 爆炸 数值模拟

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2010年11月11日

【期刊论文】燃料浓度对可燃气云爆炸影响的实验研究与数值模拟

毕明树, 杨国刚, 丁信伟, AbulitiAbudula

石油学报,2004,20(5):53~58,-0001,():

摘要

以0.02mm厚度的聚乙烯薄膜为约束物,进行了半径0.5m的半球形乙炔/空气气云爆炸实验。结果表明,在100mJ 弱点火条件下,乙炔的爆炸界限(乙炔的质量分数)由1.5%~82.2%缩小到5.3%~17.8%,乙炔的最危险质量分数为13.3%。建立了描述可燃气云爆炸的数学模型,并采用SIMPLE 算法对模型进行求解,得到了不同燃料质量分数的爆炸超压分布。计算结果与实验值相比较,最大相对偏差为10.11%。对甲烷/空气、乙烯/空气、乙炔/空气等气云爆炸威力进行了预测,当处于最危险质量分数时,大体积的3种气云爆炸均可造成建筑物的损坏,而随着质量分数偏离最危险质量分数,破坏能力随之降低。

关键词: 燃料质量分数, 爆炸实验, 数值模拟

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2010年11月11日

【期刊论文】气云内存在障碍物时的爆炸压力计算*

毕明树, 银建中, 王淑兰, 丁信伟

爆炸与冲击,2003,23(1):81~85,-0001,():

摘要

通过引入障碍物扰动因子,对球形可燃气云内存在对称障碍物的爆炸过程进行了理论分析,建立了物理和数学模型,并编制了爆炸压力场的计算程序,获得了气云爆炸压力与气云半径、距气云中心的距离之间的关系。按国际标准和美国标准建设了爆炸试验系统并进行了试验,计算结果与实验结果的偏差小于20%。将计算结果与多能模型方法比较,在气云爆炸超压与量纲一距离之间的关系上,结果与多能模型一致,且较大的气云与多能模型中较高的爆炸级别相对应。

关键词: 流体力学, 可燃气体, 爆炸 安全

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2010年11月11日

【期刊论文】内设半球条栅形障碍物的可燃气云爆炸实验研究*

毕明树, 李生娟, 丁信伟

爆炸与冲击,2004,24(3):281~284,-0001,():

摘要

以混合比为13.3%的乙炔2空气混合物为介质进行了内设半球条栅形障碍物的可燃气云爆燃实验研究。通过对实验数据进行曲线回归,并经方差分析检验,得到了描述可燃气云爆燃压力场的拟合关系式。应用多能模型构想对半球形可燃气云内设半球条栅形障碍物的爆燃实验结果进行分析,得到综合考虑边界条件、混合物活性和尺度比例因子的爆燃超压关系式,为其它可燃气云在其它形式障碍物约束下的爆燃超压提出估算方法。

关键词: 爆炸力学, 爆燃, 障碍物, 超压, 可燃气云

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2010年11月11日

【期刊论文】环栅条形障碍物对可燃气云爆炸影响的数值模拟与实验研究*

毕明树, 丁信伟, 杨国刚, 李生娟

天然气工业,2004,24(4):81~83,-0001,():

摘要

可燃气体或低沸点可燃液体的事故性泄漏,会引发可燃气云爆炸事故。气体爆炸概率成为厂站、陆地及海上油气钻采平台设计中需要考虑的要素之一。为确保生产安全及对相关人员的有效保护,必须确定现场障碍物对爆炸的加强作用。为此,实验研究了内置半球栅条形障碍物半径、栅条宽度与空隙宽度3个参数对可燃气云爆炸场的影响。基于流体力学控制方程组、PDR 模型和Bakke-Hjertager燃烧模型,通过修改方程源项,考虑障碍物对流动的附加作用及对燃烧速度的影响,建立了可燃气云爆炸的理论模型,并采用SIMPLE算法进行了数值求解。实验结果表明,该类型障碍物对可燃气云爆炸威力有较大的增强作用,最大超压可达无障碍物时的10倍以上。计算结果与实验值相比较,最大相对偏差17.9%,平均相对偏差6.34%。

关键词: 可燃气, 障碍物, 爆炸 增加, 理论模型, 数值模拟, 超压, 实验室试验

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2010年11月11日

【期刊论文】平板布置对气云爆炸场影响

毕明树, 王淑兰, 丁信伟, 喻健良, 银建中

石油化工设备,2001,30(6):5~7,-0001,():

摘要

以乙炔2空气气云为可燃介质,进行了半径为50cm半球形气云爆炸实验。气云外布置了平板形障碍物,平板距球心的距离分别为57cm和100cm,平板的布置分为单板、双板垂直、双板平行、3板槽形和4板口形放置5种方式。结果表明,平板对气云爆炸威力有加强作用,对气云的约束越大,爆炸压力越高。

关键词: 可燃气云, 爆炸 平板, 研究

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2010年11月11日

【期刊论文】平板形障碍物对气云爆炸强度影响的实验研究

毕明树, 王淑兰, 丁信伟, AbulitiABUDULA

化工学报,2002,53(8):815~818,-0001,():

摘要

以乙炔-空气为介质实验研究了平板形障碍物对可燃气云爆燃强度的影响,运用曲线拟合方法获得了弱点火条件下气云爆燃时平板形障碍物上的压力分布与气云初始半径、平板离开爆源中心的距离之间的关系式,为气云爆炸的缩放研究提供了基础。讨论了平板形障碍物对气云爆燃强度的影响。

关键词: 可燃气云, 爆炸 爆燃, 安全

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2010年11月11日

【期刊论文】半球形气云爆炸的数值模拟*

毕明树, 丁信伟, 王淑兰, 邵卫

天然气工业,2003,23(4):86~89,-0001,():

摘要

可燃气体在运输、储存、加工和使用过程中,因可燃气体泄漏而形成的气云爆炸事故,常常会造成巨大的人员伤亡和财产损失。研究气云爆炸的特性和威力,可防范事故,减小损失。文中采用有限差分方法编制了求解可燃气云爆炸过程的定解方程的数值模拟程序。方程组中的源项由能量均匀加入法处理,爆炸场中的间断问题通过人工黏性模型处理。经开敞空间乙炔—空气气云爆炸实验结果检验,数值计算结果的偏差在13%以内。计算结果表明,气云半径越大,爆炸最大压力和压力增加速率越大;气云爆热越大,爆炸最大压力和压力增加速率越大。

关键词: 可燃气, 半球形, 气云, 爆炸 数值模拟, 爆炸

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2010年11月11日

【期刊论文】处理易燃易爆气体设备安全设计*

毕明树, 李岳, 王淑兰, 丁信伟

石油化工设备,2002,31(2):30~33,-0001,():

摘要

系统讨论了易发生可燃气体爆炸设备的设计压力、设计温度、安全泄放装置及设备支撑结构的设计问题,指出了处理易燃易爆气体的设备与其它设备设计的主要区别,提出了此类设备的设计思想和方法。

关键词: 设备, 安全泄放装置, 静态动作压力, 泄放面积, 爆炸

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2010年11月11日

【期刊论文】圆筒形容器内可燃气体爆燃过程的数值模拟*

毕明树, 尹旺华, 丁信伟

天然气工业,2004,24(4):94~96,-0001,():

摘要

大型密闭容器内可燃气体爆燃的火焰速度存在着一个加速过程,压力也不是均匀分布的。根据密闭容器内可燃气体爆燃的实际情况,从流体力学和化学反应动力学出发,利用一步不可逆化学反应模型处理能量的加入过程,通过高精度的差分格式和时间分裂方法,对弱点火条件下密闭容器内可燃气体爆燃的压力场、温度场和浓度场进行了数值模拟,并进行了圆筒形容器内可燃气体爆炸实验。结果表明,最大爆炸压力和最大压力上升速率均与初始压力呈正比。最大压力及其上升速率在燃料组分化学计量浓度的1.1倍左右达到最大值。数值模拟计算结果与实验结果比较,其偏差不超过10%。

关键词: 可燃气, 爆炸 过程, 圆柱体, 容器, 数值模拟, 实验室试验

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2010年11月11日

【期刊论文】障碍物诱导的可燃气云爆炸压力场的实验模拟*

毕明树, 李生娟, 丁信伟

天然气工业,2004,24(4):91~93,-0001,():

摘要

开敞空间可燃气云爆炸,尤其是在障碍物诱导下具有极大破坏力的爆炸,会造成巨大的经济损失和人员伤亡。因此,研究约束条件对气云爆炸场的影响,对进一步提出可行的防爆、抑爆方案提供理论依据具有重要意义。为此,建立了开敞空间可燃气云爆炸的实验系统,对半球形乙炔—空气预混气云内半球条栅形障碍物对爆炸威力的影响进行了实验研究。障碍物半径为0.1~0.3m,条栅宽度为15~60mm,空隙率为20%~75%,气云半径为0.25~1.25m。通过对实验数据进行曲线拟合回归,并经方差检验,得到了对实际应用具有指导作用的拟合关系式。

关键词: 可燃气, 爆炸 障碍物, 超压, 拟合, 回归分析

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2010年11月11日

【期刊论文】筛孔障碍物对半球气云爆燃压力增长机制的影响

毕明树, 李生娟, 王淑兰, 丁信伟, 邵卫

化工学报,2004,55(2):173~176,-0001,():

摘要

在体积为2000m3 的实验基地,进行了半球面筛孔形障碍物对半球形气云爆燃压力的增长机制影响的实验研究。可燃介质是浓度为718%的半球形乙炔2空气混合气云,气云内置半球面筛孔形障碍物,爆燃压力由精度为015级、动态响应时间小于1ms的压力变送器感受,点火装置为符合国际标准ISO6184“Explosion Protection System”和美国标准NFPA68“Guide For Venting of Deflagrations”的电火花点火。火焰传播过程的图像记录显示,爆燃火焰在遇到障碍物之前基本上以球面向外扩展,经过障碍物后会发生显著扭曲和折叠,燃烧速率增大。压力场测试结果表明,障碍物孔隙率越小、半径越大、层数越多,爆燃压力就越高。

关键词: 可燃气云, 爆燃, 爆炸

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2010年11月11日

【期刊论文】液化石油气爆燃的数值模拟*

毕明树, 杨国刚, 丁信伟, AbulitiAbudula

天然气工业,2004,24(7):108~110,-0001,():

摘要

液化石油气是一种成分复杂的混合物,这就大大增加了对其爆炸进行数值计算的难度。采用CFD(Computational Fluid Dynamics,计算流体力学)方法,对石油气的混合成分进行了简化处理,进而对石油气爆炸进行了数值模拟,建立了描述液化石油气爆燃的理论模型,采用SIMPLE算法对模型进行了求解。计算的超压与实验值相比较,球形容器内最大偏差为9.09%,平均偏差为4.58%;开敞空间情况下,最大偏差9.02%,平均偏差3.92%。还对工业上可能产生的液化石油气可燃气云爆燃威力进行了预测,当气云半径为100m时,最大超压可达48.432kPa。研究表明,大尺寸气云可以产生具有破坏力的超压。

关键词: 液化石油气, 爆炸 燃烧, 数值模拟, 超压, 破坏强度

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2009年08月31日

【期刊论文】截卵形弹头对混凝土靶侵彻性能的试验研究*

王浩, 陶如意

爆炸与冲击,2005,23(2):171~175,-0001,():

摘要

介绍了截卵形弹头钻地弹对混凝土靶的侵彻试验研究结果。根据缩比钻地弹侵彻过程的高速录像和试验结果对弹丸运动状态进行了分析,得出了截卵形弹头钻地弹侵彻混凝土靶的速度变化曲线和阻力变化曲线;利用缩比理论,给出了标准钻地弹对混凝土靶侵彻性能的计算方法和分析结果。

关键词: 爆炸力学, 侵彻性能, 侵彻, 截卵形弹头, 钻地弹, 混凝土靶

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2009年07月23日

【期刊论文】几种燃料云雾爆轰临界起爆能的研究*

彭金华, 宋述忠, 陈网桦, 解立峰

爆炸与冲击,2002,22(4):373~376,-0001,():

摘要

采用自行设计的立式激波管,测定了几种燃料与空气混合物不同当量比时的临界起爆能,并且从理论上将激波管内得到的起爆能数据外推到无约束条件下的临界起爆能,理论结果与实验值吻合较好。这一结果对预防意外爆炸事故的发生以及研究其在军事上的应用具有重要的参考价值。

关键词: 激波管, 临界起爆能, 爆炸长度, 爆轰

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2009年07月23日

【期刊论文】雷管空中爆炸压力分布的理论计算

彭金华, 陈网桦*, 刘荣海, 张正才, 范秀琴, 张国顺

中国安全科学学报,1998,8(4):51~54,-0001,():

摘要

在对8#雷管装药进行简化处理的基础上,其空中爆炸一定范围内的压力场分布可通过理论计算求得。近场参数可用自相似方法求解,而非近场参数又可用Mac Cormack两步格式对偏微分方程进行数值求解。将获得的压力场与实测结果进行比较,两者基本一致。

关键词: 雷管, 爆炸场, 自相似方法, 数值计算

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2009年07月23日

【期刊论文】环氧丙烷-空气混合物爆轰波胞格结构的研究*

彭金华, 徐晓峰, 解立峰, 何志光

爆炸与冲击,2004,24(2):158~160,-0001,():

摘要

对碳氢燃料云雾爆轰波胞格结构的影响因素进行了分析:比较了初始温度在25℃和100℃条件下碳氢燃料胞格尺寸,发现胞格尺寸相差不大;胞格尺寸随初始压力的降低而增大,在相对压力为负压条件下得到清晰的爆轰波胞格结构;起爆能的增大可以导致更加复杂的爆轰波次胞格结构出现。

关键词: 爆炸力学, 爆轰波, 环氧丙烷, 胞格结构

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2009年07月23日

【期刊论文】铝粉对含铝炸药水中爆炸能量输出特性的影响研究*

彭金华, 陈网桦, 苏华, 吴涛, 刘荣海

安全与环境学报,2004,4(S1):177~179,-0001,():

摘要

铝粉在火炸药、烟火等领域中有着广泛的应用,了解对含铝炸药能量特性的影响对于正确使用该原材料具有重要的参考价值。该文利用水中爆炸的方法,对由不同规格的铝粉与钝化黑索今混制而成的含铝炸药的能量输出特性进行了研究。发现在铝粉的规格参数(形状、活性、粒度等)中,铝粉的形状对含铝炸药的能量水平影响最大,而活性及粒度的影响较小。其中,活性的影响又稍大于粒度的影响。

关键词: 水中爆炸 含铝炸药, 铝粉规格, 能量

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