激波管中水對瓦斯爆炸反應動力學特性的影響

王連聰,羅海珠,梁運濤

(煤科集團沈陽研究院有限公司煤礦安全技術國家重點實驗室,遼寧沈陽 110016)

激波管中水對瓦斯爆炸反應動力學特性的影響

王連聰,羅海珠,梁運濤

(煤科集團沈陽研究院有限公司煤礦安全技術國家重點實驗室,遼寧沈陽 110016)

為揭示水對激波誘導瓦斯爆炸反應動力學特性的影響規律,運用化學反應動力學數值分析方法,建立了描述激波誘導瓦斯爆炸反應動力學特性的數學模型,就激波誘導瓦斯爆炸過程中水對爆炸溫度、沖擊波速度、反應物摩爾分數、自由基摩爾分數及主要致災性氣體摩爾分數變化趨勢的影響進行了數值模擬研究與對比分析。研究結果表明：在一定范圍內,隨著初始混合氣體中水含量的升高,激波誘導瓦斯爆炸后,爆炸溫度、沖擊波速度,以及O自由基、H自由基、CO、NO和NO2等的摩爾分數均依次降低,而CO2的摩爾分數則依次升高。這說明在一定范圍內混合氣體中含水量的增加,會降低瓦斯爆炸強度,促進CO2的生成,抑制CO,NO及NO2等有毒有害氣體的生成,尤其對H自由基和O自由基的抑制作用最為顯著。

瓦斯爆炸;反應動力學特性;激波管;爆炸力學

瓦斯爆炸是煤礦礦井災害中最為常見的災害之一,嚴重威脅著井下工作人員的生命安全,制約著礦井生產的發展,給煤礦的安全生產帶來了極大的威脅。瓦斯爆炸事故不僅造成了大量的人員傷亡和巨大的經濟損失[1],而且也帶來了嚴重的環境破壞和不良的社會影響[2]。……