受限空间内基于氢氧爆轰诱导的储氢合金粉尘云DDT机理研究
批准号:
11602001
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
程扬帆
依托单位:
学科分类:
A1201.爆炸力学
结题年份:
2019
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
汪泉、刘蓉、韩体飞、龚悦、杜明燃、汤有富、宫婕
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
微信扫码咨询
中文摘要
储氢合金因其具有储氢量大、能耗低和可循环使用等优点,在燃料电池、氢贮存与运输、核工业等领域都有广阔的应用前景。但是在生产和贮存储氢合金的受限空间内,存在氢气和可燃粉尘两个共生危险源,其爆炸危险性和破坏性不容忽视。本项目拟通过激波诱导粉尘云装置、高速摄影仪和LS-DYNA数值模拟技术,研究激波诱导下储氢合金粉尘的动力学特征;采用哈特曼管、20L球形爆炸测试系统,研究典型储氢合金粉尘的爆炸特性及其影响因素;利用电磁悬浮技术实现粉尘的均匀悬浮,并结合激波管测试系统和基于CE/SE方法的数值计算,研究典型储氢合金粉尘云的DDT机理。通过本项目的研究,可望得到氢氧爆轰诱导的储氢合金粉尘云形成机理、典型储氢合金粉尘爆炸特性和DDT机理。研究成果可为储氢合金粉尘爆炸的预防、控制、消防及事故调查提供理论依据、基础数据和相应的建议,有助于储氢合金材料的应用和推广,因而具有重要的学术意义和应用价值。
英文摘要
Hydrogen storage alloys have broad application prospects in fuel cells, hydrogen storage and transportation, nuclear industry etc, owing to the characteristics of high hydrogen storage capacity, low energy consumption and recycling use. However, there are two symbiotic dangerous sources in the confined spaces of producing and storing hydrogen storage alloys, which are hydrogen and combustible dust, and their explosion hazard and destruction can not be ignored. In the project, we plan to study the dynamic characteristics of dusts of hydrogen storage alloys under shock waves, with the help of shock waves induce dust cloud simulator, high-speed camera and numerical simulation by LS-DYNA software; By Hartmann bomb and 20L spherical explosion test apparatus, the explosion characteristics and influential factors of dust of typical hydrogen storage alloys will be tested; The deflagration to detonation transition (DDT) mechanism of typical hydrogen storage alloy dusts will be studied by shock tube and numerical simulation of CE/SE method, and electro-magnetically suspended technology will be introduced to improve the experimental effect by suspending the dusts more uniformly. If the project can be completed successfully, we will obtain the formation mechanism of hydrogen storage alloy dust clouds by shock waves on the basis of hydrogen oxygen detonation, as well as their explosion characteristics and DDT mechanism. Research results can be supplied as theoretical basis, basic data and corresponding suggestions for the prevention, control, fire and accident investigation of dust explosion of hydrogen storage alloys, and they are helpful to the application and popularization of hydrogen storage alloys, therefore, this research has very important academic significance and application value.
本项目研究氢氧爆轰激波作用下储氢合金粉尘云的形成机制和燃烧转爆轰机理,利用自主设计的激波诱导粉尘云装置和可视化等压粉尘爆炸装置,并结合高速摄像测试系统、衰减片、激光粒度分析仪和20L球形爆炸容器,研究了激波诱导下储氢合金粉尘的动力学特征、爆炸特性及其影响因素、粉尘云火焰传播特征和燃烧机理,揭示储氢合金放氢反应对其燃烧过程的正反馈机制。氢元素的存在形式和含量是导致储氢合金与基体金属粉尘燃烧特性不同的主要原因,储氢合金粉尘的火焰传播速度、颗粒燃烧速度、爆压和压力上升速率均高于基体金属粉尘,但与相同质量比的基体金属粉尘-氢气相比,除爆压相等以外,储氢合金粉尘的其他燃烧特征参数均降低,基体金属粉尘、储氢合金粉尘和基体金属粉尘-氢气的爆炸风险性依次升高。在等压环境下,储氢合金粉尘的燃烧速度随粉尘浓度的增加呈先升高后趋于稳定的特征,其燃烧机理由扩散机制主导,燃烧过程中产生的氢气将其由离散介质转变成连续介质。粉尘平均粒径、颗粒分散度、温度、湿度和初始压力等对储氢合金粉尘的爆炸威力有显著影响,氩气、氦气和氮气对其爆炸抑制作用依次增强。研究成果可为储氢合金粉尘爆炸的预防、控制、消防及事故调查提供理论依据、基础数据和相应的建议,有助于储氢合金材料的应用和推广,因而具有重要的学术意义和应用价值。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Flame propagation behaviors and influential factors of TiH2 dust explosions at a constant pressure
恒压TiH2粉尘爆炸火焰传播行为及影响因素
DOI:10.1016/j.ijhydene.2018.06.145
发表时间:2018-08-16
期刊:INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY
影响因子:7.2
作者:Cheng, Yang-fan;Meng, Xiang-rui;Hua, Fang
通讯作者:Hua, Fang
DOI:--
发表时间:2019
期刊:含能材料
影响因子:--
作者:程扬帆;方华;刘文近;韩体飞;龚悦;陶臣;姚雨乐;沈兆武
通讯作者:沈兆武
Hybrid C2H2/dust/air explosion characteristics of CaC2 in the presence of water drops
水滴存在下 CaC2 的混合 C2H2/粉尘/空气爆炸特性
DOI:10.1016/j.powtec.2019.09.085
发表时间:2020
期刊:Powder Technology
影响因子:5.2
作者:Song Shi-Xiang;Cheng Yang-Fan;Meng Xiang-Rui;Ma Hong-Hao;Wang Wen-Tao;Wang Wen-Yuan;Sun Shuai-Qi
通讯作者:Sun Shuai-Qi
The Effect of the Hydrogen Containing Material TiH2 on the Detonation Characteristics of Emulsion Explosives
含氢材料TiH2对乳化炸药爆轰特性的影响
DOI:10.1002/prep.201700045
发表时间:2017-06-01
期刊:PROPELLANTS EXPLOSIVES PYROTECHNICS
影响因子:1.8
作者:Cheng, Yang-fan;Meng, Xiang-rui;Shen, Zhao-wu
通讯作者:Shen, Zhao-wu
DOI:10.14077/j.issn.1007-7812.2018.04.008
发表时间:2018
期刊:火炸药学报
影响因子:--
作者:方华;程扬帆;李进;宋诗祥;刘文近;沈兆武
通讯作者:沈兆武
超声速流中储氢合金粉尘气-固两相燃烧的互馈效应及抑爆机理研究
- 批准号:12272001
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:55万元
- 批准年份:2022
- 负责人:程扬帆
- 依托单位:
激波作用下乳化炸药功能微囊的动力学响应和能量调控机理研究
- 批准号:11972046
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:62.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:程扬帆
- 依托单位:
国内基金
海外基金















{{item.name}}会员


