N2对CH4爆炸压力影响的实验与模拟分析

0 下载量 56 浏览量 更新于2024-09-04 收藏 703KB PDF 举报
"受限空间N2对CH4最大爆炸压力的影响实验与模拟研究" 这篇研究论文深入探讨了氮气(N2)如何影响甲烷(CH4)在受限空间内的最大爆炸压力。研究由贾宝山、肖明慧、王连聪等人共同完成,发表在2018年的《矿业安全与环保》期刊上,属于行业研究领域。实验基于CH4燃烧的化学动力学原理,使用20升球形定容弹来观察不同浓度CH4在含N2环境中的爆炸特性。 实验部分,研究人员选择了单一成分的N2,并通过改变CH4的浓度,观察其对最大爆炸压力的影响。他们发现在接近CH4爆炸极限浓度时,随着CH4浓度的增加,起爆时间相应延长。而在CH4的爆炸上限浓度附近,最大爆炸压力随着CH4浓度的提高而下降;相反,在爆炸下限浓度附近,最大爆炸压力随CH4浓度上升而增加。 数值模拟方面,研究团队采用了CHEMKIN软件,模拟了相同工况条件下的混合气体爆炸过程,并将实验数据与模拟数据进行对比。尽管实验数据和模拟数据在变化趋势上显示出一致性,但在具体数值上存在较大偏差。这可能是由于实验条件的复杂性、模型简化以及计算误差等因素导致的。 该研究的意义在于,对于煤矿安全和其他可能存在甲烷爆炸风险的受限空间环境,提供了一种理解和预测爆炸特性的方法。这对于预防和控制瓦斯爆炸事故,尤其是在矿井中,具有重要的实践指导价值。同时,分析了实验与模拟数据间的差异,有助于进一步优化模型,提高预测的准确性。 关键词:氮气、甲烷、受限空间、瓦斯爆炸、最大爆炸压力、数值模拟 文章编号:1008-4495(2018)02-0011-04 中图分类号:TD712+.7 文献标志码:A 收稿日期:2017-05-08;2017-06-06修订 基金项目:国家自然科学基金项目(51174109);国家“十二五”科技支撑计划项目(2011ZX05041-003) 作者简介:贾宝山(1972—),男,河北阜平人,博士,教授,博士生导师,主要研究方向为矿山安全的教学与科研工作。E-mail:jbs1972@126.com。 InfluenceExperimentandSimulationStudyofN2ontheMaximumExplosionPressureofCH4intheLimitedSpace 这项研究不仅提供了关于CH4爆炸特性的新见解,还为安全操作规程的制定和风险评估提供了科学依据,对于提升受限空间内的安全管理水平具有深远影响。