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矿井内的粉尘爆炸-Fluidyn Ventex案例分享

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粉尘爆炸,指可燃粉尘在受限空间内与空气混合形成的粉尘云,在点火源作用下,形成的爆炸现象。粉尘在爆炸极限范围内,遇到点火源(明火或高温),火焰瞬间传播于整个混合粉尘空间,化学反应速度极快,同时释放大量的热,形成很高的温度和很大的压力,具有很强的破坏力。
Fluidyn-ventex专门用于三维开放空间、半受限空间及受限空间的爆炸、爆燃和爆轰仿真软件。针对粉尘爆炸,Fluidyn-ventex提供两种解决方案,一是将可燃粉尘云近似为气体蒸气云;二是采用离散颗粒法,将粉尘创建为固体粒子,颗粒燃烧分为drying(干燥)、devolatilisation process(脱挥发分)、combustion of char(焦炭燃烧)、combustion of volatiles(挥发物燃烧)四个过程。
下面是一个封闭空间粉尘爆炸仿真算例,采用离散颗粒法进行爆炸仿真。
算例描述:
模拟矿井中的粉尘和气体爆炸,气体混合物为CH4+空气,同时煤粉尘悬浮在矿井通道中,矿井尺寸为211.5m×315m×3m,通道4.5m×3m。探究爆炸后的压力波的传播过程并进行超压影响评估。

1 几何模型

      

                  a                                                                           b

2 a0.234s时的压力分布 b0.234s时颗粒粒径分布

3 矿井通道内压力波的传播



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