文档介绍：2 2 2
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第 17 卷第 4 期 V o l. 17 N o. 4
实验力学
2002 年 12 月 JOU RNAL O F EXPER IMEN TAL M ECHAN ICS D ec. 2002
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文章编号: 1001 4888 (2002) 04 0438 06
可燃气体非稳定爆轰波通过 90°圆弯管
Ξ传播特性的实验研究
夏昌敬1, 周凯元1, 沈兆武1, 董永香2, 年伟民1, 王汉良1
(1. 中国科学技术大学工程力学和机械工程系, 安徽合肥 230026;
2. 中科院力学研究所非线性力学国家重点实验室, 北京 100080)
摘要: 对丙烷- 氧气- 空气的混合气体非稳定爆轰波通过 90°圆弯管传播特性的
变化进行了初步的实验研究. 同时实验研究了预混气体的初始浓度和初始压力对非稳
定爆轰波经过弯管前后传播特性的影响. 实验结果表明, 可燃气体非稳定爆轰波经过
90°圆弯管后传播速度和压力与直管中相比有了显著地提高. 这一研究结果对于工业上
安全使用管道阻火器具有重要的实际意义.
关键词: 非稳定爆轰波; 90°圆弯管; 传播特性; 管道阻火器
中图分类号: O 381 文献标识码: A
1 引言
在火炬系统、加热炉系统和油气回收系统的管道网路中, 都存在着各种各样的弯管. 气体
爆轰波通过弯管时, 其传播特性势必发生很大变化. 尤其是爆燃火焰或非稳定爆轰火焰经过弯
管时其传播速度的变化已引起了人们的关注. 因为在工业上广泛使用管道阻火器来阻止非正
常爆燃火焰或爆轰火焰在输运可燃气体的管道网路中传播, 遏止爆炸事故的发生, 保护工业设
备的安全. 每一台管道阻火器的主要性能是其额定阻火速度, 当管道中的爆燃火焰或爆轰火焰
传播速度超过这一额定值时, 该阻火器就可能失去其阻火能力, 这是非常危险的. 因此根据实
际情况, 选择相应规格的管道阻火器来阻止非正常爆燃火焰或爆轰火焰通过管道的回火就显
得非常重要了. 管道阻火器的选择依据是非正常爆燃火焰或爆轰火焰通过管道的回火速度. 目
前国内有关可燃气体爆燃火焰及爆轰波通过弯管传播特性的研究尚未见详细报道. 国外有关
这方面的研究公开报道的也比较少. 因此工业上面临着这样一个急需解决的难题, 即非稳定气
体爆轰波经过带有弯管的管道系统, 应如何选择管道阻火器的规格. 而且系统地研究非稳定气
收稿日期: 2002 05 11; 修订日期: 2002 11 22
作者简介: 夏昌敬(1975- ) , 中国科学技术大学工程力学博士. 从事爆炸和工业安全等方面的研究工作.
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第 4 期夏昌敬等: 可燃气体非稳定爆轰波通过 90°圆弯管传播特性的实验研究 934
体爆轰波经过弯管后爆轰参数的变化, 不仅有助于更好地了解爆轰波的绕射现象, 也对工业上
安全使用管道阻火器具有重要的参考价值.
气体爆燃火焰在一维等截面直管道中的加速运动及其机理已经进行了广泛的研究[1- 3 ].
研究结果表