可燃預(yù)混氣體的爆轟

燃燒學(xué)——可燃預(yù)混氣體的爆轟按燃料與氧化劑混合模式分按火焰?zhèn)鞑サ男问椒志徣蓟鹧姹Z火焰（爆震）預(yù)混火焰擴(kuò)散火焰燃燒學(xué)可燃?xì)怏w燃燒分類燃燒學(xué)爆轟的發(fā)生及形成條件1激波的理論爆轟波的破壞特點(diǎn)云霧爆轟現(xiàn)象正激波理論的形成過程假設(shè)在無限長絕熱等截面管道中的靜止氣體，通過活塞的作用向右運(yùn)動，隨著活塞的加速過程，活塞前端氣體的速度將逐漸增大。當(dāng)活塞加速度較小時，其表面處的氣體將受到不斷的微弱擾動，并朝著活塞運(yùn)動的方向傳播。燃燒學(xué)初始擾動將形成的第一個波以聲速a0向右傳播，并使波后的氣體產(chǎn)生與活塞相等的微小速度u1。同時，受到壓縮作用的氣體的溫度、壓強(qiáng)和密度也會增大，將導(dǎo)致被壓縮后的氣體傳播速度增大到a1。燃燒學(xué)活塞繼續(xù)加速運(yùn)動，又會使其鄰近的氣體再次受到壓縮，形成絕對傳播速度為a1+u1的第二道波。同時由于被壓縮，受到壓縮的壓縮氣體的溫度、壓強(qiáng)再次升高，導(dǎo)致被壓縮后的氣體傳播速度增大到a2，形成絕對傳播速度為a2+u2的第二道波。燃燒學(xué)當(dāng)活塞不斷向右加速，將產(chǎn)生一系列向右傳播的壓縮波，而且a2+u2

>…>a2+u2>

a1+u1

>

a0,經(jīng)過一段時間，這些微小擾動將會疊加到一起，便形成一個很強(qiáng)的波陣面，即激波，激波前后的氣體溫度、壓強(qiáng)等參數(shù)發(fā)生突變，并以超音速傳播。燃燒學(xué)燃燒學(xué)燃燒學(xué)爆轟的發(fā)生及形成條件1激波的理論爆轟波的破壞特點(diǎn)2云霧爆轟現(xiàn)象爆轟的發(fā)生可以分成三個階段：激波形成、爆轟發(fā)生和爆轟穩(wěn)定。燃燒學(xué)激波形成在一端封閉長管中裝有可燃預(yù)混氣體，并在封閉的一端點(diǎn)燃混合氣，點(diǎn)然后的混合氣由于化學(xué)反應(yīng)放熱膨脹，將產(chǎn)生一道燃燒波。剛開始的火焰是以導(dǎo)熱傳播為主的緩燃，而后由于溫度升高，體積膨脹。燃燒學(xué)體積膨脹的燃燒產(chǎn)物類似于一個活塞，對其后的未燃?xì)怏w具有一個壓縮作用，這樣就產(chǎn)生了一系列的壓縮波，這些壓縮波在未燃混合氣中傳播，各自使波前未燃混合氣的壓力p和溫度T發(fā)生一個微小的增量，并使其前端的未燃混合氣體獲得向前運(yùn)動的速度，由于后面的壓縮波的波速比前面的大，當(dāng)管道足夠長時，后面的壓縮波就可能追上前面的壓縮波，最終所有的壓縮波重疊在一起，就會形成激波。燃燒學(xué)爆轟發(fā)生當(dāng)開始形成的火焰前面產(chǎn)生激波后，由于激波所產(chǎn)生的壓力非常高，它對未燃混合氣體的產(chǎn)生劇烈壓縮將使混合氣體的溫度急劇增加而著火。經(jīng)過一段時間以后，正?；鹧?zhèn)鞑ヅc激波所點(diǎn)燃的火焰將合二為一，于是燃燒在管子開口至激波面的整個前段進(jìn)行，同時又將對其后段未點(diǎn)燃的氣體形成更大的壓縮作用，燃燒以超音速傳播。燃燒學(xué)爆轟穩(wěn)定激波經(jīng)過的地方未燃?xì)怏w都將被點(diǎn)燃，火焰?zhèn)鞑ニ俣纫簿偷扔诩げǖ牟▌铀俣?。激波后的已燃?xì)怏w又連續(xù)產(chǎn)生了一系列的壓縮波，繼續(xù)向前傳播，并不斷提供能量維持這種激波的傳播。爆轟的形成條件燃燒學(xué)初始正?；鹧?zhèn)鞑ツ芰啃纬蓧嚎s擾動從本質(zhì)上講，激波形成的直接原因是燃燒所產(chǎn)生的壓縮擾動。初始正常火焰?zhèn)鞑ツ芊癞a(chǎn)生壓縮擾動，是能否形成爆轟的關(guān)鍵。要形成激波，必須要使產(chǎn)生的一系列波在某個時刻能夠疊加到一起，而只有壓縮擾動具有這樣的特點(diǎn)。燃燒學(xué)預(yù)混氣體容器或管子的尺寸必須足夠大從壓縮波的形成到最后的疊加，需要一定的過程，必須保證預(yù)混氣體容器或管子的尺寸足夠大，才能保證產(chǎn)生的一系列波能夠在碰到容器壁或管的端部前疊加在一起，形成重疊波。燃燒學(xué)正?；鹧娣饷媾c爆轟形成位置之間的距離成為爆轟前期間距，與管道的內(nèi)徑和粗糙度有關(guān)，對于粗糙管道，其爆轟前期間距為管徑的2～4倍，管壁光滑的管道爆轟前期間距可達(dá)到管徑的幾十倍。燃燒學(xué)管道直徑大于爆轟臨界直徑如果管道直徑太小，火焰的熱損失就會很大，同時，火焰中自由基也越容易碰撞管壁而失去活性。所以要形成爆轟，管徑必須大于某一臨界值，稱之為爆轟臨界直徑。一般可燃?xì)怏w的爆轟臨界直徑為12～15mm。燃燒學(xué)可燃?xì)夂恳诒Z極限范圍內(nèi)只有可燃混合氣的含量達(dá)到一定條件時，爆轟才能形成，如果含量太高或太低，都不利于爆轟的發(fā)生。燃燒學(xué)【思考】爆轟極限與爆炸極限對比，區(qū)別在哪？為什么？氣體爆轟波的傳播速度與盛氣體管子的放置方法（垂直或水平、或傾斜）、起爆源的種類、引爆端是閉口還是開口等無關(guān)。與管子的形狀有關(guān)。燃燒學(xué)氣體爆轟傳播的影響因素混合氣體的初始溫度對爆轟波速度影響很小，隨溫度升高，爆速稍微下降，這是因?yàn)闇囟雀呤箽怏w密度減小所造成的。如爆鳴氣（2H2＋O2）初始溫度為100C時，測出的爆速值為2821m/s，而1000C時為2790m/s?；旌蠚怏w的爆速隨初始壓力的提高而提高。燃燒學(xué)燃燒學(xué)爆轟的發(fā)生及形成條件激波的理論爆轟波的破壞特點(diǎn)23云霧爆轟現(xiàn)象爆轟波的破壞特點(diǎn)燃燒學(xué)爆轟波相對于波前氣體是超音速的，造成了巨大的破壞，主要有以下破壞特點(diǎn)：爆轟波波速快，會導(dǎo)致設(shè)備中的泄壓裝置失效。爆轟波壓力大，尤其在碰到器壁反射時，會產(chǎn)生更大的壓力，其對建筑物具有很強(qiáng)的破壞性。燃燒學(xué)燃燒學(xué)爆轟波是一種激波，對人體具有殺傷作用。防止爆轟形成的措施燃燒學(xué)①在管徑中安裝阻火器，降低管徑。②在爆轟波剛生成時，急劇增大管徑，減少壓縮作用，阻斷爆轟。燃燒學(xué)爆轟的發(fā)生及形成條件激波的理論爆轟波的破壞特點(diǎn)3云霧爆轟現(xiàn)象4云霧爆轟是指液體燃料霧滴散布于氣體氧化劑或空氣當(dāng)中形成的液一氣兩相混合物的爆轟。云霧爆轟是一種不均勻爆轟。不均勻相爆轟的分為四種：①不揮發(fā)油滴懸浮于氧氣或空氣中所發(fā)生的不均勻爆轟；燃燒學(xué)②

充有氧氣的管子內(nèi)壁上涂以液態(tài)油膜所發(fā)生的不均勻爆轟；③充有氧氣的管子內(nèi)壁上涂以固態(tài)碳?xì)浠衔锘蚬虘B(tài)碳粉末所發(fā)生的不均勻爆轟；④

金屬粉末或其他固體可燃物粉塵懸浮于氧氣中所產(chǎn)生的不均勻爆轟。燃燒學(xué)云霧爆轟課題的研究受到重視的原因有兩個方面：一與采煤、采油等礦業(yè)生產(chǎn)，以及石油、化工、糧食、紡織等工業(yè)生產(chǎn)的安全性緊密相關(guān)，二是與近30年來發(fā)展起來的燃料空氣炸彈這一武器技術(shù)的研究相關(guān)。燃燒學(xué)燃燒學(xué)2007年11月24日，上海浦東一個加油站發(fā)生爆炸，4人死亡。燃燒學(xué)經(jīng)過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，此次爆炸事故是在停業(yè)檢修過程中，現(xiàn)場施工人員違章作業(yè)，在未對與管道相通的2號儲氣罐進(jìn)行有效安全隔離情況下，用壓縮空氣對管道實(shí)施氣密性試驗(yàn)，導(dǎo)致該儲氣罐內(nèi)未經(jīng)清洗置換的液化石油氣與壓縮空氣混合，引起化學(xué)性爆炸。燃燒學(xué)云霧爆轟波的傳播速度約為