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受限空间瓦斯爆炸与氢气促进机理研究
  • ISSN号:1003-3033
  • 期刊名称:中国安全科学学报
  • 时间:2012.2.15
  • 页码:81-87
  • 分类:X932[环境科学与工程—安全科学]
  • 作者机构:[1]辽宁工程技术大学安全科学与工程学院,辽宁阜新123000, [2]矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室,辽宁阜新123000, [3]煤炭科学研究总院沈阳研究院煤矿安全技术国家重点实验室,辽宁沈阳110016
  • 相关基金:国家自然科学基金资助(51174113)
  • 相关项目:矿井受限空间瓦斯爆炸演化过程的化学反应动力学机理与致灾机制
中文摘要:

为探索受限空间中瓦斯爆炸及氢气对爆炸过程的影响,采用GRI-Mech 3.0甲烷燃烧机理,建立受限空间中瓦斯爆炸的数学模型,应用CHEMKIN软件,对受限空间内瓦斯爆炸过程及氢气对反应物浓度、活化中心浓度、主要致灾性气体浓度的影响进行模拟分析。通过对反应机理的敏感性分析,找出影响瓦斯爆炸及爆炸后主要致灾性气体生成的关键反应步。结果表明:混合气中分别充入0.5%,2%,3.5%氢气时,爆炸时间分别提前0.005 7,0.010 5,0.011 1 s;爆炸后压力分别提高2.53,4.05,7.60 kPa;爆炸后温度分别提高20,60,100 K。由此可见,随着混合气中氢气含量的增加,瓦斯引爆时间越来越短,其爆炸强度也随之增大,且氢气在一定程度上对有害气体CO,CO2,NO,NO2的生成有很大影响。

英文摘要:

In order to explore the methane explosion process and the effect of hydrogen on the process in an enclosed space,the reaction mechanism of GRI-Mech 3.0 was used in this paper.The mathematical model was established for methane explosion in enclosed space.The process of methane explosion and the effects of hydrogen on the concentration of reactants,active centers and main catastrophic gases were numerically analyzed by applying the software CHEMKIN.Furthermore,through the sensitivity analysis of the reaction mechanisms of methane explosion,the key reactions affecting the methane explosion and the formation of main catastrophic gases after explosion were found.The results show that the explosion time respectively advances 0.005 7 s、0.010 5 s、0.011 1 s.when the hydrogen of 0.5%,2% and 3.5% is filled into the mixture gas correspondingly.At the same time,the explosion pressure increases by 2.53×103 Pa,4.05×103 Pa,7.60×103 Pa and the explosion temperature rises by 20 K,60 K,100 K,respectively.Therefore,the detonation time of methane explosion becomes shorter and the intensity of methane explosion is higher and higher with increase in the hydrogen content.Furthermore,hydrogen will influence the formation of poisonous and harmful gas(such as CO,CO2,NO and NO2) to some extent.

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期刊信息
  • 《中国安全科学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国职业安全健康协会
  • 主编:徐德蜀
  • 地址:北京市东城区和平里九区甲4号安信大厦A306室
  • 邮编:100013
  • 邮箱:csstlp@263.net
  • 电话:010-64464782
  • 国际标准刊号:ISSN:1003-3033
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2865/X
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 中国科技论文统计用刊,第一届中国科协期刊优秀学术论文奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,美国剑桥科学文摘,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:31001