第
33
卷第
1
期
南京工业大学学报(自然科学版)
2011
年
1
月
JOURNAL
OF
NANJING
UNIVERSITY
OF
TECHNOLOGY
(Natural Science Edition)
doi:
10.
3969/j. issn.
1671
-7627.201
1.
0
1.
018
Vo
l.
33
Nυ.1
Jan.
2011
内置障碍物连通容器内气体爆炸的火焰传播
尤明伟
1
,
2
喻源蒋军成
l
(1.南京工业大学城市建设与安全工程学院,江苏南京
210009;
2.
福建消防总队,福建福州
350003
)
摘
要:利用数值模拟方法,建立遥远容器气体爆炸模型,模拟内直障碍物条件下的火焰传播过程。分析障碍物不
同阻塞率、位直对遥远容器气体爆炸的火焰传播、爆炸压力和强度的影响情况。结果表明:当火焰经过障碍物时,
障碍物加速了火焰传播,但不同障碍物条件对整个火焰传播过程的影响有差异。
关键词:连通容器;气体爆炸;障碍物;数值模拟
中图分类号:
X933.4
文献标志码
:A
文章编号:
1671
-7627(2011)
01
-0090
-05
Flame propagation
by
gas explosion
in
Ii
nked
vessels with built-in obstacle
YOU
Mingwei
1
,2 ,
YU
Yuan
1
, JIANG
Juncheng
1
(1.
College
of
Urban
Construction
and
Safety
Engineering ,
Nanjing
University
of
Technology
,
Nanjing
210009 , China;
2.
Fujian Fire
Bureau
,
Fuzhou
350003 , China)
Abstract:
Flame
propagation
had
great effect on
the
development of
the
explosion.
Based
on
k-e
turbu-
lence
model
and
Eddy-Dissipation-Concept(
EDC)
combustion model
considering
detailed
chemical
kinetic
mechanism
, the
mathematical
model on gas explosions
in
linked
vessels with
built-in
obstacle was
estab-
lished
by
the
software FLUENT.
The
evolution of
pressure
and
flame propagation in
linked
vessels with
many obstacle conditions were
obtained
and
analyzed.
The
results
indicated
that
obstacles could
acceler-
ate
the
flame. But different obstacle condition
had
different complicated effects on
the
velocity
of
the
flame arriving into
the
second
vessel
and
different flame propagation processes.
Key
words:
linked
vessel;
gas explosion; obstacle ;
numerical
simulation
目前,关于障碍物对爆炸过程中火焰和爆炸波
的影响研究主要集中在试验管道或单个容器
[1)
对
于连通容器中设置障碍物的研究较少。连通容器爆
炸受到容积比、连通管径大小、长度等因素的共同影
响,压力累积效应、管道刚性壁面对火焰的加速和热
损耗相互作用,使连通容器的爆炸过程复杂
[2)
。国
内外研究表明
[3
-5)
在密闭容器和受限空间中,障碍
物的形状、大小、位置等因素对爆炸的性质会产生不
收稿日期
:2010
-
05
-
03
同的影响。为此,本文通过数值模拟的方法,重点分
析了连通管道中设置障碍物对连通容器气体爆炸的
火焰传播和爆炸压力、强度的影响。
1
理论模型
连通容器内气体爆炸过程满足质量守恒、能量
守恒和化学组分平衡方程,这些守恒关系可以通过
非稳态的
Navier
-
Stokes
方程组直接求解,所用方程
基金项目:国家自然科学基金资助项目
(20976081
,
50904037)
;江苏省高校自然科学基金资助项目(
IOKJB620001
)
作者简介:尤明伟
(1982-)
,男,福建南安人,博士,主要研究方向为压力容器爆炸和火灾安全;蒋军成(联系人)
,教授,
E-mail:
jcjiang@
nju
t.
edu.
cn.