昝文涛, 洪 滔, 董贺飞

(1. 北京理工大学机电学院, 北京 100081; 2. 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100094)

1 引 言

粉尘爆炸是工业生产中常见的事故,2009～2013年我国共发生金属粉尘引发的爆炸共有20起,其中大部分为铝镁粉尘爆炸引起[1]。近年军事领域中温压武器发展迅速,其中铝粉等固体燃料由于其质轻含能高的优点得到越来越广泛的应用,因此研究铝粉尘爆轰在工业安全和军事领域均具有重要意义。

Pawel Kosinski[2]研究了容器中产生的爆轰波通过管道传播进入另一充满粉尘的空间内的数学模型。洪滔[3-4]研究了铝颗粒激波点火机制,模拟了爆轰波管中的铝粉尘爆轰。刘庆明[5]实验研究了管道中铝粉尘在弱起爆条件下的燃烧转爆轰(DDT)过程。韦伟[6]基于CE/SE方法模拟二维管道内铝粉尘爆轰过程。滕宏辉[7]研究了真实比热模型下铝粉尘的两相爆轰波。李鑫等[8]实验研究了不同类型微/纳米铝粉的点火燃烧特性,对比了不同粒径以及不同介质包覆后的铝粉点火延迟时间。

由于条件限制,上述研究大多以爆轰波管实验为主,数值模拟也大多集中在简单的二维平面管道方面,而关于铝粉尘爆轰波在较复杂的几何空间内传播研究较少,无论是工业生产车间,还是巷道等防御工事,其中存在由通风管道或巷道连接的几何空间,在其中的一处发生爆轰后容易通过管道等发生连锁爆炸,造成大范围毁伤破坏,对通过管道连接的空间内铝粉尘的爆轰研究在粉尘爆轰传播及毁伤效应及防护工程中有着重要的实际意义。……