第1章 绪论 1
1.1瓦斯气体主要成分与性质 1
1.2瓦斯爆炸的原因与条件 2
1.2.1瓦斯爆炸的原因 2
1.2.2瓦斯爆炸的条件 3
1.3瓦斯爆炸的危害 3
1.4瓦斯爆炸的影响因素 5
1.5瓦斯爆炸特征 7
1.6瓦斯气体着火特性的实验测量 8
1.7瓦斯气体燃烧特性的实验测量 12
1.8瓦斯气体着火与燃烧的化学反应机理 15
参考文献 17
第2章 瓦斯气体的着火特性 20
2.1实验装置 21
2.1.1激波管管体 22
2.1.2配气、进气系统 22
2.1.3着火诊断系统 23
2.2激波管基本理论 24
2.2.1理想激波管流动理论 24
2.2.2各区间气体状态参数 25
2.2.3有效实验时间 25
2.2.4激波管的物理特性 26
2.2.5着火延迟定义 26
2.2.6反射激波后气体状态参数 28
2.3瓦斯气体的着火特性 28
2.3.1瓦斯气体典型着火特性 28
2.3.2瓦斯气体着火特性的反应动力学分析 30
2.3.3影响瓦斯气体着火特性的关键反应步 33
2.4影响瓦斯气体着火特性的主要因素 35
2.4.1当量比对着火延迟时间的影响 35
2.4.2当量比对关键反应步的影响 54
2.4.3初始压力对着火延迟时间的影响 56
2.4.4初始压力对关键反应步的影响 59
2.5本章小结 61
参考文献 62
第3章 瓦斯气体着火过程的抑制机理 63
3.1 N2对瓦斯气体着火特性的影响 64
3.1.1稀混合气下N2对着火特性的影响 64
3.1.2化学计量比下N2对着火特性的影响 75
3.1.3浓混合气下N2对着火特性的影响 86
3.2 N2对瓦斯气体着火过程的抑制机理 91
3.2.1稀混合气下N2对关键反应步的影响 91
3.2.2化学计量比下N2对关键反应步的影响 93
3.2.3浓混合气下N2对关键反应步的影响 94
3.3 CO2对瓦斯气体着火特性的影响 96
3.3.1稀混合气下CO2对着火特性的影响 96
3.3.2化学计量比下CO2对着火特性的影响 107
3.3.3浓混合气下CO2对着火特性的影响 118
3.4 CO2对瓦斯气体着火过程的抑制机理 123
3.5两种惰性气体对瓦斯气体着火过程抑制作用的比较 127
3.5.1两种惰性气体对着火特性的影响比较 127
3.5.2两种惰性气体对关键反应步的影响比较 129
3.6本章小结 131
参考文献 131
第4章 瓦斯气体的燃烧特性 133
4.1实验装置 134
4.2实验原理 137
4.3火焰发展特性 140
4.3.1典型火焰发展特性 140
4.3.2火焰不稳定性 141
4.3.3当量比的影响 142
4.3.4初始压力的影响 142
4.3.5初始温度的影响 143
4.4层流燃烧特性 144
4.4.1火焰半径随着火时刻的变化趋势 144
4.4.2拉伸火焰传播速率随火焰半径的变化趋势 146
4.4.3拉伸火焰传播速率随拉伸率的变化趋势 148
4.4.4马克斯坦长度的变化趋势 150
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 152
4.5层流燃烧压力 154
4.6火焰结构分析 156
4.6.1计算模型 156
4.6.2层流燃烧速率 157
4.6.3火焰扩展过程中反应物浓度分布趋势 159
4.6.4火焰扩展过程中自由基浓度分布趋势 160
4.6.5火焰扩展过程中主要生成物浓度分布趋势 161
4.7瓦斯气体燃烧过程的反应动力学特性 162
4.7.1计算模型 162
4.7.2燃烧温度与反应物浓度 163
4.7.3自由基浓度 163
4.7.4致灾性气体浓度 165
4.7.5影响瓦斯气体燃烧过程的关键反应步 166
4.8本章小结 172
参考文献 173
第5章 瓦斯气体燃烧过程的抑制机理 175
5.1 N2对瓦斯气体燃烧过程的抑制 175
5.1.1 N2对火焰发展特性的影响 175
5.1.2 N2对层流燃烧特性的影响 177
5.1.3 N2对燃烧压力的影响 187
5.1.4 N2对瓦斯燃烧火焰结构的影响 190
5.1.5 N2抑制瓦斯燃烧的反应动力学机理 194
5.2 CO2对瓦斯气体燃烧过程的抑制 201
5.2.1 CO2对火焰发展特性的影响 201
5.2.2 CO2对层流燃烧特性的影响 203
5.2.3 CO2对火焰结构的影响 209
5.2.4 CO2抑制瓦斯燃烧的反应动力学机理 211
5.3 H2O对瓦斯气体燃烧过程的抑制 216
5.3.1 H2O对火焰结构的影响 218
5.3.2 H2O抑制瓦斯燃烧过程的反应动力学机理 219
5.3.3 H2O对影响瓦斯燃烧过程关键反应步的影响 224
5.4几种惰性气体对瓦斯燃烧过程抑制作用的比较 230
5.5本章小结 237
参考文献 238
第6章 瓦斯气体燃烧过程的分岔特性 239
6.1物理模型 239
6.2计算模型与分岔理论 240
6.2.1计算模型 240
6.2.2分岔理论 240
6.2.3分岔方法 241
6.3以系统温度为分岔参数时CH4燃烧的分岔特性 242
6.3.1瓦斯爆炸的典型分岔特性 242
6.3.2系统压力对CH4燃烧分岔特性的影响 243
6.3.3滞留时间对CH4燃烧特性的影响 244
6.3.4初始混合气组成对CH4燃烧特性的影响 245
6.4以滞留时间为分岔参数时CH4燃烧的分岔特性 245
6.4.1系统温度对CH4燃烧特性的影响 245
6.4.2系统压力对CH4燃烧特性的影响 246
6.4.3初始混合气组成对CH4燃烧特性的影响 247
6.5本章小结 247
参考文献 248
第7章 瓦斯气体爆燃过程的抑制机理 250
7.1物理模型 250
7.2数学模型 251
7.3激波管中瓦斯爆燃过程的反应动力学特性 252
7.3.1瓦斯气体爆燃过程中燃烧温度及冲击波传播速率 252
7.3.2瓦斯气体爆燃过程中反应物及自由基浓度分析 253
7.3.3瓦斯气体爆燃过程中部分致灾性气体浓度分析 255
7.4瓦斯爆燃过程的影响因素 256
7.4.1初始压力对瓦斯爆燃过程动力学特性的影响 256
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 259
7.5 H2O对瓦斯爆燃过程反应动力学特性的影响 262
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 263
7.5.2 H2O对瓦斯爆燃过程中反应物浓度变化趋势的影响 264
7.5.3 H2O对瓦斯爆燃过程中自由基浓度变化趋势的影响 265
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 266
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 267
7.6本章小结 268
参考文献 268