论文摘要
本文利用自行设计的柱形泄爆装置，在大量正常泄爆（即泄爆后未出现压力异常现象）的基础上，在改变点火位置，泄爆面积，破膜压力等因素的情况下，研究对泄爆过程的影响包括容器内外的压力变化及二者的相互影响、二次爆炸现象的发生等。通过数据采集系统和流场显示系统观察到这些变化过程。本文实验把压力测量和光学测量两种手段结合起来进行研究，这在前人的研究中，包括国外学者还不多见。由实验得知，当泄爆口打开时，容器内产生的高压气体向外流出，形成膨胀不足射流，其典型结构是流场中存在瓶状激波结构。为了测量流场外压力变化情况，需沿轴线放置一系列压力传感器，通过所测的压力-时间曲线来分析泄爆口外是否发生二次爆炸。为了避免瓶状激波结构中马赫盘的影响，更好的通过压力测量捕捉二次爆炸现象。经过反复试验测量，发现偏离轴线30°以外的射线方向上进行测量可以避开马赫盘，这样可以明确的表明泄爆口外流场的压力特征。通过实验研究了泄爆过程中二次爆炸、口部爆炸等压力异常现象。通过实验结果的分析，发现，在泄爆过程中，发生二次爆炸的原因比较复杂，带有一定的随机性，受可燃介质成分、燃烧情况、泄爆口大小、泄爆压力等因素的影响，这些影响因素会导致泄爆口外产生湍流和涡漩，另外加上射流火焰和大量未燃混合燃料的存在，这些因素将最终决定是否发生二次爆炸。在发现并且分析了二次爆炸现象之后，讨论了影响泄爆过程特别是二次爆炸等异常现象发生的因素，得出以下结论：1．泄爆首先受到气云燃料配比的影响，不同的当量比会造成不同的泄爆结果。当混合云的当量比为1的时候，容易发生二次爆炸。2．点火位置对泄爆产生影响。尾部点火容易发生二次爆炸，而中心点火时不易发生。3．泄爆压力影响泄爆过程：高泄爆压力时不易发生二次爆炸，而低泄爆压力时容易。本文对泄爆过程中出现的二次爆炸等异常现象作了比较全面的研究，为这一领域今后的深入研究奠定了基础。但由于二次爆炸的发生机理非常复杂，对这一领域的研究还处于起始阶段，需要进一步研究探讨。