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固體發動機燃氣受限大空間爆炸研究

發布時間:2020-12-15 11:54
  在艦船的彈庫里存在著大量的固體火箭發動機,這些發動機由于某些意外的因素會發生意外的自動點火。從發動機噴管噴出的燃氣中含有大量的可燃物,在與彈庫中的空氣進行摻混的過程中會發生二次燃燒。由于時間極短,部分在二次燃燒過程中未完全燃燒的高溫可燃物繼續與空氣進行摻混,若其濃度處于爆炸濃度范圍內,則很可能發生爆炸,嚴重影響艦船的安全。因此,對固體火箭發動機燃氣在密閉空間內的爆炸過程進行研究具有現實、實際的意義。固體發動機燃氣主要由氫氣、一氧化碳、二氧化碳、水蒸氣和氮氣這5種成分的氣體組成。可見,燃氣中存在的二氧化碳、水蒸氣和氮氣會對氫氣和一氧化碳在密閉空間的爆炸產生影響。因此,本文的主要研究內容如下:(1)計算氫氣、一氧化碳以及氫氣/一氧化碳混合物的爆炸濃度下限、爆炸濃度上限和爆炸危險度,分析二氧化碳、水蒸氣和氮氣含量對其爆炸濃度下限、爆炸濃度上限和爆炸危險度的影響。(2)利用CHEMKIN軟件模擬氫氣、一氧化碳以及氫氣/一氧化碳混合物的爆炸過程,計算壓力、溫度、熱量釋放、單位時間內的熱量釋放率以及自由基濃度隨時間的變化曲線,分析二氧化碳、水蒸氣和氮氣含量對它們變化規律的影響。(3)用FLUENT... 

【文章來源】:哈爾濱工程大學黑龍江省 211工程院校

【文章頁數】:146 頁

【學位級別】:碩士

【部分圖文】:

固體發動機燃氣受限大空間爆炸研究


反應物濃度與溫度的關系

反應速率,溫度,濃度,熱量釋放


圖 2.1 反應物濃度與溫度的關系 圖 2.2 一定溫度下反應速率的變化圖 2.3 C 與 T 隨時間 τ 的變化 圖 2.4 熱量釋放率 q 隨時間 τ 的變化式(2-7)與圖 2.1 表明,容器內混合物的濃度與其溫度呈線性的關系。隨著反應的不斷進行,可燃物不斷地被消耗,釋放出的熱量不斷增加。式(2-10)和圖 2.2 表明了反應的速率與溫度變化率之間的關系。可見,化學反應的速率與系統的溫度呈指時間 τ濃度 C濃度 C時間 τ度溫T濃度與C量釋放率熱q

熱量釋放,反應速率,自催化反應,可燃物


圖 2.3 C 與 T 隨時間 τ 的變化 圖 2.4 熱量釋放率 q 隨時間 τ 的變化式(2-7)與圖 2.1 表明,容器內混合物的濃度與其溫度呈線性的關系。隨著反應的不斷進行,可燃物不斷地被消耗,釋放出的熱量不斷增加。式(2-10)和圖 2.2 表明了反應的速率與溫度變化率之間的關系。可見,化學反應的速率與系統的溫度呈指數關系,在開始時反應速率急劇地增加。由圖 2.3 知,當反應進行到一定的程度后,反應物的濃度急劇降低,導致反應速率急劇下降。由圖 2.4 可知,在絕熱反應系統中,可燃物在開始反應后,有一段點火延遲期,而后熱量釋放率迅速升高,溫度升高特別快;同時反應物的濃度也迅速降低,使得熱量釋放率也迅速降低。2.1.2 可燃氣絕熱條件下鏈鎖爆炸過程一般來說,根據質量作用定律,簡單反應隨著反應物濃度的消耗反應速率會逐漸減小。但在某些比較復雜的反應中,反應速率卻會隨著生成物的增加而自動加速,這類化學反應也被稱作自催化反應。當然,連鎖反應也是自催化反應的一種。通常,連時間 τ時間 τ

【參考文獻】:
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[2]室內燃氣泄漏爆炸力及影響因素的研究[D]. 周月琴.山東建筑大學 2013
[3]開敞空間可燃氣體擴散規律與爆燃現象的研究[D]. 牛坤.河北工業大學 2007
[4]泄爆過程的數值模擬和實驗驗證[D]. 段佳.南京理工大學 2004
[5]開敞空間可燃氣云爆炸研究[D]. 孫博.大連理工大學 2000



本文編號:2918221

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