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創造
新點
研究了沖擊波誘發沉積煤塵的爆炸特性和複合火焰的傳播特性，分析了不同強度初始沖擊波下煤塵盤管吸力的特性，讨論了複合沖擊火焰的加速機理。
作者
翟 1， 張資陽 1， 潘榮榮 1， 于明高 2， 陳麗偉 1， 溫小平 1
機關
1. 河南工業大學煤炭安全生産河南省協同創新中心;重慶大學煤礦災害動态與控制國家重點實驗室
研究背景
瓦斯爆炸是影響煤礦安全生産的"頭号殺手"。煤礦發生重大爆炸事故往往是由瓦斯和煤塵共同參與爆炸引起的，瓦斯爆炸沖擊波在傳播過程中不斷吸走巷道周圍的煤塵，形成分布不均的易燃粉塵雲，随後高溫火焰表面點火，以不間斷爆炸的形式蔓延， 導緻氣體/煤塵爆炸具有較高的破壞性。
現有研究主要集中在氣體/煤塵共存時爆炸超壓和火焰傳播速度等爆炸特性。由于煤礦瓦斯/煤塵爆炸火焰是由沖擊波引導的煤塵雲火焰形成的複合物，沖擊波強度對沉積煤塵的吸力有重要影響，對複合沖擊火焰的形成和火焰加速的研究較少。是以，有必要進一步研究不同爆炸強度下的煤塵吸力特性，以揭示其對氣體/煤塵爆炸火焰加速的影響。
選擇它
在全透明有機玻璃管道中，采用同步控制系統、高速攝像系統和高速粒子成像測速系統（PIV）研究了不同氣體爆炸強度條件下誘發沉積煤塵爆炸和複合火焰傳播的特性，并從爆炸過電壓等方面分析了煤塵滾動湍流的特性， 火焰傳播速度、火焰溫度和複合火焰演化規律。
實驗結果表明，在3種工況下，随着甲烷體積分數的增加，爆炸性超壓和壓力上升速率顯著增加，壓力峰值矩減小，當體積分數超過8.5%時，壓力曲線和壓力上升速率曲線表現出明顯的振蕩特性。複合火焰的傳播速度遠高于純氣體爆炸，複合火焰傳播的速度-位置曲線以波動和上升為特征。甲烷的體積分數與當量比越接近，爆炸超壓、波前流速、火焰前溫度及其溫升率就越高。當甲烷體積分數分别為9.5%和8.5%時，複合火焰被"鈎住"，然後火焰迅速加速。當甲烷體積分數降低到8.5%時，複合火焰的亮度降低，結構呈現破碎和不連續的特點。
PIV試驗表明：當甲烷的體積分數為9.5%時，初始爆炸強度高，波前流速度快，煤粉能随沖擊波快速移動，卷曲區整體湍流強度高，大大加快了煤粉與空氣的混合速度， 并促進卷煤粉的燃燒。高波前流速和火焰前溫度的結合是甲烷/煤塵複合火焰加速的原因。
一些圖檔
實驗系統
褐煤粉粒徑分布及掃描電鏡圖像
三強沖擊波誘導沉積煤塵爆炸壓力-時間曲線
三強沖擊波誘發沉積煤塵爆炸速率-時間曲線
3.強度沖擊波誘發沉積煤塵爆炸火焰溫度-時間曲線
峰值火焰溫度和到達力矩随沖擊波強度的變化曲線
三種強度沖擊波誘發沉積煤塵爆炸火焰的溫升速率-時間曲線
複合火焰的最大溫升速率及其來臨時刻随甲烷體積分數曲線而變化
3種強度沖擊波誘發煤塵爆炸火焰傳播速度-時間曲線
3.強度沖擊波誘導沉積煤塵爆炸 火焰傳播速度-傳播距離曲線
3種強度沖擊波誘發沉積煤塵爆炸火焰結構圖
普維士實驗系統信号
3種強度沖擊波誘發煤塵爆炸瞬時速度場和渦流場
甲烷/煤塵爆炸複合火焰加速模式
作者介紹
闫，女，1982年9月28日出生于河南省湯陰市，工學博士，副教授，碩士生導師，一級注冊消防工程師，注冊安全工程師，消防工程系教師，河南科技大學安全科學與工程學院，主要從事消防防爆教學研究工作，校級骨幹教師。獲得省部級科技獎4項，發表學術論文50餘篇。
研究方向
防火防爆
主要結果
緻力于氣液兩相媒體爆炸抑制理論與技術的研究，取得了多項創新成果，形成了井和抽排管網中添加劑惰性細水霧防減量化的綜合防護技術體系，為煤礦提供了安全、清潔、高效的防爆緩解技術。
源：
翟、張紫陽、潘榮榮等不同強度的沖擊波誘發沉積煤塵爆炸火焰的傳播特性。煤炭學報， 2021， 46（2）： 498-506.
[2] 裴北，張紫陽，潘榮坤，等.不同強度沖擊波引起的沉積煤塵爆炸火焰傳播特性[J].煤炭學報，2021，46（2）：498-506.
負責編輯：錢曉靜
編輯：郭曉軒
稽核：張
結束
過去真是太好了
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