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水平管道空间煤尘爆炸火焰传播特性数值模拟

刘天奇  
【摘要】:为研究水平管道空间煤尘爆炸火焰传播特性,以水平玻璃管道煤尘爆炸实验装置为依托,以褐煤为研究对象,构建了煤尘爆炸火焰传播特性数学模型和水平管道几何模型,采用数值模拟方法研究了水平管道空间煤尘爆炸不同时刻沿水平管道长度方向(z方向)火焰传播特性、爆炸反应充分时沿z方向火焰温度传播特性及不同截面火焰温度传播特性。研究结果表明:①不同时刻爆炸火焰传播距离模拟值与实测值最大误差为0.09m,最小误差为0.01m,验证了数值模拟方法的可行性。②煤尘爆炸反应充分时,水平管道空间可划分为初始扬尘区z=0~0.1m、高温点火区z=0.1~0.3m、温度跃升区z=0.3~0.56m、高温核心区z=0.56~0.86m和高温扩散区z=0.86~1.4m。③煤尘爆炸反应充分时,z=0.2m处截面上,距圆心越近则温度越低,说明该区域虽为爆源,但不是爆炸热量释放核心区;z=0.2,0.4m处截面最外围近壁区域存在约500K窄环形低温区,这是由于管壁设置温度恒为常温300K所致;z=0.86~1.4m处截面上,距圆心越近则温度越高,截面距高温核心区越远则温度越低。数值模拟结果与火焰实际传播情况相符。

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