细水雾协同滑动装置对甲烷/空气预混气体爆炸特性的影响
2021-10-20段玉龙李元兵杨燕铃龙凤英俞树威卜云兵
段玉龙,李元兵,杨燕铃,龙凤英,俞树威,黄 俊,卜云兵
(重庆科技学院安全工程学院,重庆 401331)
甲烷通常存在于矿山、石化、建筑等行业,具有易燃易爆、燃烧热值高等特点。甲烷一旦发生燃烧爆炸,产生的冲击波和火焰辐射将对周围建筑物和人员造成不可逆转的后果[1]。因此,对甲烷爆炸抑制技术和方法的研究具有重要意义。
水具有良好的灭火、阻爆功能,因其清洁、经济、高效的特点,在各领域被推广应用。为更好地提升水的阻隔抑爆效率,通常将其雾滴化,常见的雾化方式为超声波雾化和压力雾化[2]。陆守香等[3]认为,细水雾抑制爆炸火焰的效果受水雾浓度、雾通量及火焰到达水雾区域时的传播速度等因素影响。Wingerden[4]发现粒径为20~200 μm 的细水雾对燃气爆炸的抑制效果最佳。Medvedev 等[5]发现雾滴粒径越小,抑制作用越好。张鹏鹏[6]发现超细水雾量充足时抑爆效果较好。随着对细水雾研究的深入,学者们开始研究细水雾与其他物质的协同抑爆作用。Yu 等[7]、余明高等[8-9]在细水雾基础上分别添加荷电和N2,用以探讨两者协同作用下对甲烷爆炸的抑制效果,实验结果表明,协同作用下抑制效果较普通细水雾更强。裴蓓等[10]研究了CO2-双流体细水雾协同作用对管道甲烷爆炸的抑制作用,当CO2增压至0.4 MPa,喷雾时间大于3 s 时,无法引爆气体。贾海林等[11-12]通过在超细水雾中分别添加NaCl、MgCl2和NaHCO3,探讨其协同作用对可燃气体的抑制作用,结果表明,NaCl 超细水雾对火焰的抑制和超压的衰减作用优于MgCl2和NaHCO3。迄今为止,关于滑动装置方面的研究较少,Duan 等[13]通过自主研制的滑动气密装置探究了甲烷爆炸特征,结果表明,滑动气密装置能在约束火焰燃烧范围的同时降低未燃区域爆炸超压。……
