瓦斯爆炸反应动力学特性及其抑制机理

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 瓦斯气体若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CH1燃烧特性的影响6．3．4 初始混合气组成对cH1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

《瓦斯爆炸反应动力学特性及其抑制机理(精)》(作者梁运涛)针对煤矿井下瓦斯气体着火、燃烧以及爆燃过程的反应动力学特性研究存在的不足，采用试验测试、数值模拟以及基础理论分析等研究方法，系统深入地分析瓦斯气体在多工况下的着火特性(着火延迟时间)与燃烧特性(火焰传播特性、火焰稳定性以及层流燃烧特性)以及影响因素，并从反应动力学角度深入分析惰性气体对瓦斯爆炸过程中瓦斯气体的着火、燃烧以及爆燃特性的抑制机理。同时，采用混沌理论对瓦斯气体着火与燃烧过程的非线性特性进行分岔分析，获得瓦斯气体多工况下着火与燃烧过程的分岔特性。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(精)》(作者梁运涛)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(精)》可供从事矿井瓦斯灾害防治及其相关领域研究的科技丁作者、高等院校师生、工程技术人员参考使用。