管道长度对瓦斯爆炸波速超压关系的定量分析

本文主要探讨了"管道长度对爆炸波前流速与超压耦合关系影响研究"这一主题，发表于2014年5月的《采矿与安全工程学报》。研究由刘谦等人进行，他们利用数值模拟方法来深入分析封闭管道内瓦斯爆燃爆炸过程中超压与波前流速的传播特性。研究发现，随着管道长度的变化，爆炸最终超压呈现出一致的范围，即大约在0.7-0.9 MPa。对于较短的管道，流速峰值较低且下降趋势较为平缓，流速在正负区间振荡频率较快。然而，对于较长管道，流速峰值显著增加，峰值下降趋势更为迅速，振荡频率相应减慢。特别值得注意的是，在15-20米的管道长度范围内，存在一个临界值，当管道长度超过这个值时，管道内会出现两个最低超压峰值，反之，只有单个最低超压峰值。初次流速峰值与超压之间的关系显示出明显的正比性，研究通过拟合模型揭示了不同长度管道下首次流速峰值与超压的具体耦合关系。 这项研究的重要性在于，它为限制空间内，特别是矿井等环境中可能发生的瓦斯爆炸的预防与控制提供了重要的理论依据。了解这些耦合关系有助于工程师们优化设计、采取有效的安全措施，减少爆炸风险，保障人员和设施的安全。该论文将管道长度作为关键参数，深入剖析了其对爆炸动态过程中的关键物理量如流速和超压的影响，对于改进爆炸安全管理和工程实践具有实际意义。