结构尺寸对连通装置甲烷—空气混合物燃爆特性的影响

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51376088
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0604.燃烧学
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Currently lined vessels are commonly used in process industries which were composed of vessels and pipes. Geometrical effect of gas explosion exists due to the complexity characteristic of the structure of linked vessels. However, now available research achievement can not be applied to lined vessels because of ignorance of the effect of structure and size on gas explosion characteristic. The research objects are restricted to single vessel or pipe with specific shape and size. In this project, on the background of explosion protection of linked vessels, the effect of structural style and size on flammability and explosion characteristic of methane and air mixture in linked vessels is investigated through theoretical analysis, numerical simulation and experimentation with the introduction of schlieren photography and image processing technology. First, the occurrence conditions of flame quenching and deflagration to detonation which is called as DDT, and dynamic evolutionary process of methane explosion in linked vessels are researched. The effect of structural style and size on flammability and explosion characteristic of methane and air mixture in linked vessels are obtained, such critical diameter and DDT. Then dynamic characteristics, turbulence, jet fire and energy change, of methane explosion are studied. The influence mechanism of structural style and size is discussed. Meanwhile, the relationship of geometrical similarity and methane explosion characteristic are setup. At last, the simulation of methane explosion processes in linked vessels is carried out. Combined with experimentation results, the nomogram of explosive strength for methane explosion is obtained. Then the prediction model of explosion strength is established with the consideration of effect of structural style and size. The research results can provide theoretical support and scientific basis for safety design of explosion venting, explosion resistance and explosion suppresion in linked vessels.
容器和管道连接组成的连通装置,由于其固有的结构特征使之存在明显的爆炸几何效应,而现有的研究成果均局限于固定形状和尺寸的单一结构的容器或管道,而不能推广应用于连通装置。因此,本项研究以连通装置安全防护为背景,引入爆炸纹影图像测试和图像处理技术,综合采用理论分析、数值模拟和实验研究的方法,研究结构尺寸对连通装置甲烷-空气混合物燃爆特性的影响。研究连通装置爆燃火焰淬熄和爆燃转爆轰的发生条件及动力学演化过程,揭示结构和尺寸对甲烷爆炸临界管径和爆炸强度的影响规律;研究甲烷燃爆炸过程中湍流、射流火焰与能量变化等动力学特征,寻求结构尺寸对甲烷燃爆特性的影响机制;研究连通装置结构尺寸相似性与甲烷燃爆参数之间的关系,对甲烷爆炸过程进行数值模拟,结合实验结果,绘制甲烷爆炸强度计算图表,建立甲烷燃爆特性数据库及其爆炸强度预测模型,为工程上连通装置气体泄爆、抗爆、抑爆的安全设计提供理论支持和科学依据。

结项摘要

连通装置气体爆炸尺寸和结构效应研究具有重要的工程应用价值。本项目研究了连通装置爆燃特性及动力学演化过程,揭示结构和尺寸对甲烷爆炸强度的影响规律;研究了甲烷燃爆炸过程中湍流、射流火焰与能量变化等动力学特征,寻求结构尺寸对甲烷燃爆特性的影响机制;研究了连通装置结构尺寸相似性与甲烷燃爆参数之间的关系,绘制了甲烷爆炸强度计算图表,建立了甲烷燃爆特性数据库及其爆炸强度预测模型。. 本项研究共发表和录用SCI期刊论文19篇,EI期刊论文7篇,会议论文16篇;已获得授权发明专利2项,公开发明专利3项,已获得授权实用新型专利2项;项目负责人参加国际国内学术会议7次,担任大会(分会场)主席2次,做大会(特邀)报告4次,其中在本学科有重要影响的国际会议International Symposium on Safety Science and Technology和International Workshop on Intensive Loading and Its Effects上作大会特邀报告2次;作为主要研究内容之一,获得中国产学研合作合作促进会创新成果二等奖、中国石油和化工联合会科技进步一等奖和教育部自然科学二等奖;研究生毕业9人,本项目研究继续发展已经成为2016年国家科技部重点研发计划子课题。项目负责人2014年获得江苏高校优秀科技创新团队,并入选江苏“六大人才高峰”培养对象,2015年获得中国石油和化学工业联合会优秀科技创新团队奖, 2016年入选江苏省“333工程”第二层次中青年领军人才培养计划,2017年获得侯德榜化工科技创新奖荣誉称号,2篇SCI收录论文被引10 次以上。

项目成果

期刊论文数量(29)
专著数量(0)
科研奖励数量(10)
会议论文数量(9)
专利数量(7)
Effect of obstacle on methane-air explosion in spherical vessel connected with pipeline
一个障碍物对相连容器中甲烷空气爆炸的影响
  • DOI:
    10.1016/j.psep.2016.11.004
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Process Safety Progress
  • 影响因子:
    1
  • 作者:
    Qingqing Zuo;Zhirong Wang;Yaya Zhen;Shangfeng Zhang;Yiqing Cui
  • 通讯作者:
    Yiqing Cui
Effects of Combined Surface and In-Depth Absorption on Ignition of PMMA.
表面和深度吸收相结合对 PMMA 点火的影响
  • DOI:
    10.3390/ma9100820
  • 发表时间:
    2016-10-05
  • 期刊:
    Materials (Basel, Switzerland)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Gong J;Chen Y;Li J;Jiang J;Wang Z;Wang J
  • 通讯作者:
    Wang J
球接管容器气体爆炸尺寸效应的试验研究与数值分析
  • DOI:
    10.13637/j.issn.1009-6094.2017.04.025
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    安全与环境学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘明翰;王志荣;甄亚亚;张尚峰;蒋军成
  • 通讯作者:
    蒋军成
Effects on external pressures caused by vented explosion of methane-air mixtures in single and connected vessels
单个容器和连接容器中甲烷-空气混合物排气爆炸对外部压力的影响
  • DOI:
    10.1002/prs
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Process Safety Progress
  • 影响因子:
    1
  • 作者:
    Zhirong Wang;Moyu Pan;Siqi Wang;Dongliang Sun
  • 通讯作者:
    Dongliang Sun
Influential factors of gas explosion venting in linked vessels
连通容器瓦斯泄爆的影响因素
  • DOI:
    10.1016/j.jlp.2017.01.014
  • 发表时间:
    2017-03-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF LOSS PREVENTION IN THE PROCESS INDUSTRIES
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Cui, Y. Y.;Wang, Z. R.;Sun, W.
  • 通讯作者:
    Sun, W.

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其他文献

基于最大熵原理的卧罐爆炸碎片数量概率分布
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    王志荣
聚氯乙烯树脂层对球罐爆炸碎片连锁破坏概率的影响
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    --
  • 作者:
    孙东亮;蒋军成;张明广;王志荣
  • 通讯作者:
    王志荣
基于生长曲线的互层状盐岩储气库地表沉降预测
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    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
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  • 作者:
    王志荣;王泉更;石茜茜
  • 通讯作者:
    石茜茜
某烷基苯厂F-101A加热炉炉管爆炸事故分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    安全与环境工程
  • 影响因子:
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  • 作者:
    袁颖;王志荣
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    王志荣
大鼠头皮组织形态和生物力学参数的增龄性变化
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李明杰;王杰;夏冰;刘芳;李曼;李竹;王志荣;曹亚芬;汪家文;万昌武
  • 通讯作者:
    万昌武

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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