瓦斯湍流爆燃火焰特性与多孔介质淬熄抑爆机理研究
| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-8页 |
| 目录 | 第9-13页 |
| 1 引言 | 第13-34页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第13-16页 |
| 1.1.1 研究背景 | 第13-14页 |
| 1.1.2 研究意义 | 第14-16页 |
| 1.2 爆燃的定义 | 第16-18页 |
| 1.2.1 可燃气爆炸的基本形式 | 第16-17页 |
| 1.2.2 湍流爆燃 | 第17-18页 |
| 1.3 瓦斯爆燃及湍流加速机理的研究进展 | 第18-21页 |
| 1.4 瓦斯爆燃数值模拟的研究进展 | 第21-25页 |
| 1.5 抑爆技术的研究进展 | 第25-27页 |
| 1.6 火焰淬熄机理的研究进展 | 第27-31页 |
| 1.7 目前存在的问题 | 第31-32页 |
| 1.8 本文主要研究内容和结构 | 第32-34页 |
| 2 瓦斯湍流爆燃多场耦合实验研究 | 第34-66页 |
| 2.1 瓦斯湍流爆燃实验系统 | 第34-41页 |
| 2.1.1 系统总体结构 | 第34-36页 |
| 2.1.2 实验管道 | 第36页 |
| 2.1.3 配气系统及方法 | 第36-37页 |
| 2.1.4 点火装置 | 第37页 |
| 2.1.5 数据采集系统 | 第37-40页 |
| 2.1.6 重复性校验 | 第40页 |
| 2.1.7 实验步骤 | 第40-41页 |
| 2.2 瓦斯湍流爆燃的动态特性 | 第41-46页 |
| 2.2.1 火焰结构 | 第41-43页 |
| 2.2.2 火焰锋面位置和火焰速度 | 第43-45页 |
| 2.2.3 爆燃超压 | 第45-46页 |
| 2.3 不同条件下瓦斯湍流爆燃的动态特性 | 第46-58页 |
| 2.3.1 障碍物数量的影响 | 第47-51页 |
| 2.3.2 障碍物与点火源距离的影响 | 第51-53页 |
| 2.3.3 障碍物纵向位置的影响 | 第53-55页 |
| 2.3.4 障碍物横向位置的影响 | 第55-58页 |
| 2.4 火焰-湍流耦合作用的理论分析 | 第58-59页 |
| 2.5 火焰结构与超压的相互作用 | 第59-65页 |
| 2.5.1 火焰结构与超压关系的实验分析 | 第60-64页 |
| 2.5.2 火焰结构与超压关系的初步分析 | 第64-65页 |
| 2.6 本章小结 | 第65-66页 |
| 3 瓦斯湍流爆燃大涡模拟的数值模型 | 第66-80页 |
| 3.1 雷诺平均(RANS) | 第66-67页 |
| 3.2 大涡模拟(LES) | 第67-68页 |
| 3.3 控制方程与亚网格模型 | 第68-75页 |
| 3.3.1 可压缩湍流预混燃烧的控制方程 | 第68-70页 |
| 3.3.2 大涡模拟控制方程 | 第70-71页 |
| 3.3.3 亚网格尺度模型 | 第71-72页 |
| 3.3.4 湍流燃烧模型 | 第72-75页 |
| 3.4 几何模型与网格划分 | 第75-77页 |
| 3.4.1 几何模型 | 第75-76页 |
| 3.4.2 网格划分方法 | 第76-77页 |
| 3.5 边界条件与初始条件 | 第77-78页 |
| 3.5.1 边界条件及近壁处理 | 第77页 |
| 3.5.2 初始条件与点火方法 | 第77-78页 |
| 3.6 求解方法与控制 | 第78-79页 |
| 3.7 本章小结 | 第79-80页 |
| 4 瓦斯湍流爆燃多场耦合大涡模拟的结果与分析 | 第80-100页 |
| 4.1 燃烧模型的影响 | 第80-84页 |
| 4.1.1 三种燃烧模型 | 第80-82页 |
| 4.1.2 对火焰结构的影响 | 第82页 |
| 4.1.3 对火焰锋面位置和火焰速度的影响 | 第82-83页 |
| 4.1.4 对超压的影响 | 第83-84页 |
| 4.2 Charlette燃烧模型的进一步验证 | 第84-86页 |
| 4.2.1 火焰结构的比较 | 第84-85页 |
| 4.2.2 火焰速度及超压的比较 | 第85-86页 |
| 4.3 火焰与超压的耦合关系 | 第86-94页 |
| 4.3.1 火焰结构与超压的对应关系 | 第86-88页 |
| 4.3.2 火焰与超压的相关性 | 第88-94页 |
| 4.4 火焰与湍流的耦合 | 第94-96页 |
| 4.4.1 火焰对湍流的影响 | 第94-95页 |
| 4.4.2 湍流对火焰的影响 | 第95-96页 |
| 4.5 火焰模态分析 | 第96-99页 |
| 4.5.1 Karlovitz数 | 第96-97页 |
| 4.5.2 火焰模态判别 | 第97-99页 |
| 4.6 本章小结 | 第99-100页 |
| 5 多孔介质淬熄抑爆实验研究 | 第100-116页 |
| 5.1 实验系统 | 第100-102页 |
| 5.2 多孔介质的淬熄特性 | 第102-104页 |
| 5.2.1 火焰遇到多孔介质的淬熄行为 | 第102-103页 |
| 5.2.2 对火焰速度的影响 | 第103-104页 |
| 5.2.3 对上、下游超压的影响 | 第104页 |
| 5.3 多场耦合条件下多孔介质淬熄抑爆特性 | 第104-109页 |
| 5.3.1 多孔介质的淬熄失效 | 第105-106页 |
| 5.3.2 超压动态特性 | 第106-107页 |
| 5.3.3 淬熄失效机理分析 | 第107-109页 |
| 5.4 孔密度和厚度的影响 | 第109-111页 |
| 5.5 基于温度和离子电流测定的淬熄过程分析 | 第111-114页 |
| 5.5.1 温度测试方法 | 第112页 |
| 5.5.2 离子电流测试方法 | 第112-113页 |
| 5.5.3 淬熄过程分析 | 第113-114页 |
| 5.6 本章小结 | 第114-116页 |
| 6 多孔介质淬熄抑爆特性数值模拟与机理分析 | 第116-140页 |
| 6.1 几何模型 | 第116-117页 |
| 6.2 基本假设 | 第117-118页 |
| 6.3 控制方程 | 第118-120页 |
| 6.3.1 非多孔介质区的控制方程 | 第118-119页 |
| 6.3.2 多孔介质区的控制方程 | 第119-120页 |
| 6.4 湍流模型 | 第120-123页 |
| 6.4.1 RANS/LES组合模型 | 第120-122页 |
| 6.4.2 多孔介质内的湍流模拟 | 第122-123页 |
| 6.5 淬熄判别与燃烧模型 | 第123-127页 |
| 6.5.1 淬熄准则 | 第123-126页 |
| 6.5.2 燃烧模型的修正 | 第126-127页 |
| 6.6 计算结果与分析 | 第127-139页 |
| 6.6.1 爆燃火焰经过多孔介质时的传播特征 | 第127-130页 |
| 6.6.2 上游多场耦合的影响 | 第130-134页 |
| 6.6.3 孔密度的影响 | 第134-135页 |
| 6.6.4 多孔介质厚度的影响 | 第135-137页 |
| 6.6.5 压降分析 | 第137-139页 |
| 6.7 本章小结 | 第139-140页 |
| 7 结论 | 第140-144页 |
| 7.1 本文的主要结论 | 第140-142页 |
| 7.2 展望 | 第142-144页 |
| 参考文献 | 第144-157页 |
| 创新点摘要 | 第157-158页 |
| 攻读博士学位期间发表学术论文情况 | 第158-160页 |
| 致谢 | 第160-161页 |
| 作者简介 | 第161-162页 |
