障碍物对瓦斯煤尘火焰传播过程影响的实验研究(二)

障碍物对瓦斯煤尘火焰传播过程影响的实验研究(二)

障碍物对***煤尘火焰传播过程影响的试验讨论二,光电二极管的响应时间为10-7,,。

该系统即使在低浓度的甲烷燃烧的淡蓝色火焰下,也能够精确地采集到火焰信号,其采集速度为微秒级,完全能够满足试验精度的需要。

在试验的过程中,依据试验条件和该光电二极管的光电流的要求,特设计每个光电二极管与一个电阻串联,利用电阻的限流来把握电路中电流不超过光电二极管的最大光电流。

,其输出能量在250-500。

,当储能电容器充电完毕后将开关旋到放电档位时,电容器便在点火电极间放电,点燃火焰加速管里的预混甲烷气。

,选用标准的高压气瓶、精度高的压力表和真空表、闸阀,设计』口工成混合气配制系统。

试验时,需先在管道底部均匀地铺上确定比例的煤尘,再放上障碍物,然后将火焰加速管两端封闭,再将管内抽成真空。

此时调试动态数据采集分析系统,依据需要设定相应的采样频率、采样长度及相关参数,使之处于等待采集状态。

然后打开手阀,把预先配置好的确定浓度的甲烷一空气混合气体充人火焰加速管,当达到一个大气压时,开口端轻质堵头自动脱离,充气完毕,此时利用高压电火花点火装置点火引燃,然后测定***煤尘燃烧过程中的有关参数。

***煤尘燃烧过程中火焰传播速度的影响为了争论***煤尘燃烧过程中火焰的传播规律,、、、共4种类型的障碍物。

型、,每两挡板之间的间距分别为20和30,型共有7片矩形挡板,型共有5片矩形挡板。

、,型障碍物每两挡板之间的间距为20,共7片矩形挡板,型障碍物每两挡板之间的间距为30,其矩形挡板数为5个。

试验时在管底均匀地铺上煤尘煤尘的有关参数见表1,并用储能电容器点燃甲烷一空气的混合气体,在火焰加速管中加障碍物和不加障碍物两种状况进行了试验传播具有重要的影响。

%的甲烷气体诱导煤尘发生燃烧时,障碍物对火焰传播速度影响的试验结果,其中、、、是上述4种类型的障碍物,点火时从闭口端向开口端点火。

图2障碍物对甲烷诱导煤尘燃烧的火焰速度的加速作用从图2中可以看出,在没有障碍物存在时,火焰的传播速度变化不明显,而当存在、、、等4种类型的障碍物时,火焰传播速度都随着离点火端距离的增大而增大,这是由于障碍物的存在,提高了火焰传播过程中的湍流现象,湍流使火焰阵面发生褶皱,增大了火焰燃烧面积,从而提高了火焰的传播速度,与此同时,火焰推动前方未燃气体向前运动,卷起管底铺上的煤尘,使煤尘参与反应,放出大量的热量,不仅补充了壁面的热损失,而且使气体膨胀进一步加剧,进一步提高了湍流度,从而使火焰传播速度进一步提高,这种正反馈的结果导致火焰传播速度不断加大,最终导致爆炸。

另外,放置的障碍物数目、特征尺寸对火焰传播速度的大小也具有重要的影响。

对于挡板间距都为20的、障碍物,由于型障碍物的高度大于型障碍物的高度,从图2中可以看出,在火焰加速管的同一位置处,型障碍物下的火焰传播速度大于型障碍物的火焰传播速度,并且随着火焰由闭口端向开口端传播,两者的速度差越来越大。

从图2火焰传播的速度曲线上还可以看出,接近管口处,对于型障碍物,其火焰速度超过210,而对于型障碍物,其火焰速度只达到110左右,即此时型障碍物下的火焰速度大约是型障碍物下火焰速度的两倍。

,但型障碍物挡板间距