為研究多孔材料對甲烷/空氣預(yù)混氣體爆燃火焰的抑制淬熄效果,運(yùn)用一套自主設(shè)計(jì)的管道爆炸抑制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。在實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用高速攝像機(jī)記錄爆燃火焰在穿過多孔材料板時(shí)的淬熄過程,采用20,40,60,80PPI(孔目數(shù))的4種多孔材料,研究不同孔目數(shù)的多孔材料對爆燃火焰?zhèn)鞑サ男螒B(tài)結(jié)構(gòu)、火焰?zhèn)鞑ニ俣纫约耙种拼阆ǖ忍匦缘挠绊�。結(jié)果表明:多孔材料的孔目數(shù)對爆燃火焰?zhèn)鞑サ脑缙陔A段影響較小,爆燃火焰都經(jīng)歷了半球形火焰和指形火焰階段;當(dāng)火焰?zhèn)鞑サ蕉嗫撞牧习鍟r(shí),孔目數(shù)越大對火焰的降速作用越強(qiáng),80PPI工況下爆燃火焰不能穿過多孔材料板,即發(fā)生淬熄。實(shí)驗(yàn)結(jié)果揭示了多孔材料對火焰的淬熄作用與微孔通道和火焰的相互作用有關(guān)。

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【部分圖文】：

圖2多孔材料及其局部放大Fig．2Porousmaterialsanditspartialenlargement

道前后兩側(cè)由石英玻璃板制成，以使高速相機(jī)記錄下管道內(nèi)爆燃火焰?zhèn)鞑ミ^程，高速攝像機(jī)的拍攝速度設(shè)置為960幀/s。實(shí)驗(yàn)中的點(diǎn)火系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和高速攝像系統(tǒng)由同步控制器進(jìn)行同步控制。實(shí)驗(yàn)氣體中甲烷體積分?jǐn)?shù)為9.5%，管道的初始溫度和壓力分別為298K和0.1MPa�？扇�?xì)獗桓吣茳c(diǎn)火....

圖3高速攝影機(jī)拍攝的火焰發(fā)展Fig．3Highspeedimagesofflameevolutions20PPI工況下，指形火焰尖端到達(dá)多孔材料板后直接穿過，且火焰穿過之后湍流程度明顯增強(qiáng)，多孔材料板對爆燃火焰幾乎沒有阻隔作用;在40PPI工況下，指形火處的距離，得到火焰前鋒到達(dá)位置隨時(shí)間變化的關(guān)系，然后對火焰前鋒到達(dá)位置對時(shí)間求一階導(dǎo)數(shù)得到火焰?zhèn)鞑ニ俣?br>
圖3高速攝影機(jī)拍攝的火焰發(fā)展Fig．3Highspeedimagesofflameevolutions20PPI工況下，指形火焰尖端到達(dá)多孔材料板后直接穿過，且火焰穿過之后湍流程度明顯增強(qiáng)，多孔材料板對爆燃火焰幾乎沒有阻隔作用;在40PPI工況下，指形火焰尖端到達(dá)多孔材料板后不能....

圖4火焰?zhèn)鞑ニ俣菷ig．4Flametipspeedversustime

圖4火焰?zhèn)鞑ニ俣菷ig．4Flametipspeedversustime出，在到達(dá)多孔材料板之前孔目數(shù)越小所達(dá)到的火焰最大速度越大。當(dāng)火焰穿過多孔材料板時(shí)，受到其阻隔作用，20PPI的多孔材料板使爆燃火焰?zhèn)鞑ニ俣认陆?5%，40PPI工況下火焰速度下降75%，60PPI工況時(shí)下降....

圖2多孔材料及其局部放大Fig．2Porousmaterialsanditspartialenlargement

道前后兩側(cè)由石英玻璃板制成，以使高速相機(jī)記錄下管道內(nèi)爆燃火焰?zhèn)鞑ミ^程，高速攝像機(jī)的拍攝速度設(shè)置為960幀/s。實(shí)驗(yàn)中的點(diǎn)火系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和高速攝像系統(tǒng)由同步控制器進(jìn)行同步控制。實(shí)驗(yàn)氣體中甲烷體積分?jǐn)?shù)為9.5%，管道的初始溫度和壓力分別為298K和0.1MPa�？扇�?xì)獗桓吣茳c(diǎn)火....

本文編號：3994603