瓦斯爆炸反应动力学特性及其抑制机理
作者：梁运涛 著
出版时间：2013年
内容简介
煤矿井下瓦斯爆炸灾害一直是煤矿安全生产的一个主要问题。针对煤矿井下瓦斯气体着火、燃烧以及爆燃特性研究存在的不足，《瓦斯爆炸反应动力学特性及其抑制机理》以瓦斯气体着火、燃烧及爆燃过程的反应动力学、燃烧学、传热学及工程热力学为基础，阐述瓦斯气体着火、燃烧与爆燃过程的反应动力学机理以及着火、燃烧特性；在实验、理论分析及数值模拟研究的基础上，系统分析瓦斯气体在多工况下着火与燃烧过程中着火延迟时间、火焰传播特性、火焰稳定性以及层流燃烧特性；同时，分析N2、CO2和H2O对瓦斯气体着火与燃烧特性的影响，阐明瓦斯气体着火与燃烧过程的抑制机理，获得抑制瓦斯气体着火与燃烧的控制策略；对瓦斯气体着火与燃烧过程进行分岔分析，阐明瓦斯气体着火与燃烧过程中典型的分岔特性；最后对瓦斯气体爆燃过程进行反应动力学分析，揭示H2O对瓦斯气体爆燃过程的抑制机理。《瓦斯爆炸反应动力学特性及其抑制机理》可供从事矿井瓦斯灾害防治及其相关领域研究的科技工作者、高等院校师生、工程技术人员参考使用。
目录
前言
第1章 绪论
1.1 瓦斯气体主要成分与性质
1.2 瓦斯爆炸的原因与条件
1.2.1 瓦斯爆炸的原因
1.2.2 瓦斯爆炸的条件
1.3 瓦斯爆炸的危害
1.4 瓦斯爆炸的影响因素
1.5 瓦斯爆炸特征
1.6 瓦斯气体着火特性的实验测量
1.7 瓦斯气体燃烧特性的实验测量
1.8 瓦斯气体着火与燃烧的化学反应机理
参考文献
第2章 瓦斯气体的着火特性
2.1 实验装置
2.1.1 激波管管体
2.1.2 配气、进气系统
2.1.3 着火诊断系统
2.2 激波管基本理论
2.2.1 理想激波管流动理论
2.2.2 各区间气体状态参数
2.2.3 有效实验时间
2.2.4 激波管的物理特性
2.2.5 着火延迟定义
2.2.6 反射激波后气体状态参数
2.3 瓦斯气体的着火特性
2.3.1 瓦斯气体典型着火特性
2.3.2 瓦斯气体着火特性的反应动力学分析
2.3.3 影响瓦斯气体着火特性的关键反应步
2.4 影响瓦斯气体着火特性的主要因素
2.4.1 当量比对着火延迟时间的影响
2.4.2 当量比对关键反应步的影响
2.4.3 初始压力对着火延迟时间的影响
2.4.4 初始压力对关键反应步的影响
2.5 本章小结
参考文献
第3章 瓦斯气体着火过程的抑制机理
3.1 N2对瓦斯气体着火特性的影响
3.1.1 稀混合气下N2对着火特性的影响
3.1.2 化学计量比下N2对着火特性的影响
3.1.3 浓混合气下N2对着火特性的影响
3.2 N2对瓦斯气体着火过程的抑制机理
3.2.1 稀混合气下N2对关键反应步的影响
3.2.2 化学计量比下N2对关键反应步的影响
3.2.3 浓混合气下N2对关键反应步的影响
3.3 CO2对瓦斯气体着火特性的影响
3.3.1 稀混合气下CO2对着火特性的影响
3.3.2 化学计量比下CO2对着火特性的影响
3.3.3 浓混合气下CO2对着火特性的影响
3.4 CO2对瓦斯气体着火过程的抑制机理
3.5 两种惰性气体对瓦斯气体着火过程抑制作用的比较
3.5.1 两种惰性气体对着火特性的影响比较
3.5.2 两种惰性气体对关键反应步的影响比较
3.6 本章小结
参考文献
第4章 瓦斯气体的燃烧特性
4.1 实验装置
4.2 实验原理
4.3 火焰发展特性
4.3.1 典型火焰发展特性
4.3.2 火焰不稳定性
4.3.3 当量比的影响
4.3.4 初始压力的影响
4.3.5 初始温度的影响
4.4 层流燃烧特性
4.4.1 火焰半径随着火时刻的变化趋势
4.4.2 拉伸火焰传播速率随火焰半径的变化趋势
4.4.3 拉伸火焰传播速率随拉伸率的变化趋势
4.4.4 马克斯坦长度的变化趋势
4.4.5 无拉伸层流火焰传播速率与层流燃烧速率的变化趋势
4.5 层流燃烧压力
4.6 火焰结构分析
4.6.1 计算模型
4.6.2 层流燃烧速率
4.6.3 火焰扩展过程中反应物浓度分布趋势
4.6.4 火焰扩展过程中自由基浓度分布趋势
4.6.5 火焰扩展过程中主要生成物浓度分布趋势
4.7 瓦斯气体燃烧过程的反应动力学特性
4.7.1 计算模型
4.7.2 燃烧温度与反应物浓度
4.7.3 自由基浓度
4.7.4 致灾性气体浓度
4.7.5 影响瓦斯气体燃烧过程的关键反应步
4.8 本章小结
参考文献
第5章 瓦斯气体燃烧过程的抑制机理
5.1 N2对瓦斯气体燃烧过程的抑制
5.1.1 N2对火焰发展特性的影响
5.1.2 N2对层流燃烧特性的影响
5.1.3 N2对燃烧压力的影响
5.1.4 N2对瓦斯燃烧火焰结构的影响
5.1.5 N2抑制瓦斯燃烧的反应动力学机理
5.2 CO2对瓦斯气体燃烧过程的抑制
5.2.1 CO2对火焰发展特性的影响
5.2.2 CO2对层流燃烧特性的影响
5.2.3 CO2对火焰结构的影响
5.2.4 CO2抑制瓦斯燃烧的反应动力学机理
5.3 H2O对瓦斯气体燃烧过程的抑制
5.3.1 H2O对火焰结构的影响
5.3.2 H2O抑制瓦斯燃烧过程的反应动力学机理
5.3.3 H2O对影响瓦斯燃烧过程关键反应步的影响
5.4 几种惰性气体对瓦斯燃烧过程抑制作用的比较
5.5 本章小结
参考文献
第6章 瓦斯气体燃烧过程的分岔特性
6.1 物理模型
6.2 计算模型与分岔理论
6.2.1 计算模型
6.2.2 分岔理论
6.2.3 分岔方法
6.3 以系统温度为分岔参数时CH4燃烧的分岔特性
6.3.1 瓦斯爆炸的典型分岔特性
6.3.2 系统压力对CH4燃烧分岔特性的影响
6.3.3 滞留时间对CH4燃烧特性的影响
6.3.4 初始混合气组成对CH4燃烧特性的影响
6.4 以滞留时间为分岔参数时CH4燃烧的分岔特性
6.4.1 系统温度对CH4燃烧特性的影响
6.4.2 系统压力对CH4燃烧特性的影响
6.4.3 初始混合气组成对CH4燃烧特性的影响
6.5 本章小结
参考文献
第7章 瓦斯气体爆燃过程的抑制机理
7.1 物理模型
7.2 数学模型
7.3 激波管中瓦斯爆燃过程的反应动力学特性
7.3.1 瓦斯气体爆燃过程中燃烧温度及冲击波传播速率
7.3.2 瓦斯气体爆燃过程中反应物及自由基浓度分析
7.3.3 瓦斯气体爆燃过程中部分致灾性气体浓度分析
7.4 瓦斯爆燃过程的影响因素
7.4.1 初始压力对瓦斯爆燃过程动力学特性的影响
7.4.2 初始混合气组成对瓦斯气体爆燃过程动力学特性的影响
7.5 H2O对瓦斯爆燃过程反应动力学特性的影响
7.5.1 H2O对瓦斯爆燃过程中温度及冲击波传播速率的影响
7.5.2 H2O对瓦斯爆燃过程中反应物浓度变化趋势的影响
7.5.3 H2O对瓦斯爆燃过程中自由基浓度变化趋势的影响
7.5.4 H2O对瓦斯爆燃过程中碳氧化合物浓度变化趋势的影响
7.5.5 H2O对瓦斯爆燃过程中氮氧化合物浓度变化趋势的影响
7.6 本章小结
参考文献
