20L球形气体（液体蒸气）、粉尘多功能爆炸实验装置研究

论文摘要

可燃气体爆炸、液体蒸气爆炸和粉尘爆炸是危害人类生产生活的几类重要事故。要有效预防爆炸灾害造成的危害,准确掌握其爆炸原理,建立相应爆炸实验装置,研究其爆炸特性是非常必要的。本文综述了国内外可燃气体、液体蒸气和粉尘爆炸研究的状况,探讨了可燃气体、液体蒸气和粉尘的爆炸原理及特性,针对它们爆炸的原理及特性,利用压力容器设计理论,对球形爆炸室以及管路部分进行了研究。在确保爆炸装置安全的情况下,确定了球形爆炸室的形状、材料、尺寸和结构,对封头、法兰、视镜、支架和电极等进行了设计、计算和强度校核。对可燃液体和空气的混合方式作了研究,采用将可燃液体加热到沸点,用喷射器借助热空气将其引射到混合喷嘴,再由混合喷嘴将混合流体喷射到球形爆炸室的混合方式。采用经验公式对喷射器的喷嘴尺寸、混合室尺寸、扩散室尺寸等主要部分进行设计、计算。解决了可燃液体蒸气与空气混合均匀性的问题。设计出了热空气的产生装置,确定了蛇形加热管的长度。对怎样把粉尘送到球形爆炸室并与空气混合均匀的问题作了研究,设计出了粉尘喷嘴、粉尘仓和储气室。本文设计的球形爆炸室在加工成形后,通过水压实验得出:该球形爆炸室承压和密封性能良好。通过进行甲烷气体、乙醇液体和铝粉的爆炸实验,证明本实验装置设计科学合理,可满足实验要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 选题的背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 理论研究现状
• 1.2.2 实验研究现状
• 1.2.3 数值模拟研究现状
• 1.2.4 可燃气体（液体蒸气）、粉尘爆炸实验装置现状
• 1.3 本文的主要工作
• 2 可燃气体（液体蒸气）、粉尘爆炸的基本理论
• 2.1 可燃气体（液体蒸气）爆炸基本理论
• 2.1.1 分解爆炸性气体的分解爆炸
• 2.1.2 爆炸性混合气体的爆炸
• 2.1.3 可燃气体（液体蒸气）爆炸的条件
• 2.1.4 可燃气体（液体蒸气）爆炸的特点
• 2.1.5 可燃气体（液体蒸气）爆炸特性参数
• 2.1.6 可燃气体（液体蒸气）爆炸影响因素
• 2.2 粉尘爆炸基本理论
• 2.2.1 粉尘爆炸机理
• 2.2.2 粉尘云点火
• 2.2.3 粉尘爆炸的条件
• 2.2.4 粉尘爆炸的特点
• 2.2.5 粉尘爆炸特性参数
• 2.2.6 粉尘爆炸影响因素
• 3 实验装置主体研究
• 3.1 球形爆炸室设计依据
• 3.2 实验装置布局
• 3.3 球形爆炸室研究
• 3.3.1 球形爆炸室内爆炸压力计算
• 3.3.2 技术要求
• 3.3.3 材料选取
• 3.3.4 球形爆炸室壁厚计算
• 3.4 电极研究
• 3.4.1 电极结构设计
• 3.4.2 电极材料、形状、间隙选取
• 3.5 法兰研究
• 3.5.1 垫圈的设计
• 3.5.2 螺栓的设计
• 3.5.3 法兰的设计
• 3.6 封头设计
• 3.7 视镜设计
• 3.8 压力传感器接管设计
• 3.9 热电偶接管设计
• 3.10 进气口、出气口、粉尘接管设计
• 3.11 安全阀选取
• 3.12 球形爆炸室补强讨论
• 3.13 球形爆炸室支座设计
• 3.14 球形爆炸室加热方式设计
• 4 管路部分研究
• 4.1 概述
• 4.2 进可燃液体蒸气管路研究
• 4.2.1 气—液混合技术研究
• 4.2.2 气—液喷射器设计研究
• 4.2.3 混合喷嘴设计研究
• 4.2.4 加热装置设计研究
• 4.3 进粉管路研究
• 4.3.1 粉尘喷嘴设计
• 4.3.2 粉尘仓设计
• 4.3.3 储气室设计
• 4.4 管路上其它附件的选择
• 5 实验
• 5.1 装置的加工
• 5.2 液压实验
• 5.3 爆炸实验
• 5.3.1 爆炸实验步骤
• 5.3.2 爆炸实验内容
• 6 结论
• 6.1 结论
• 6.2 存在的问题及建议
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文
• 致谢