为了研究荷电细水雾对瓦斯爆炸火焰传播速度的抑制效果及抑爆机理,基于静电感应原理,设计荷电细水雾发生及其瓦斯抑爆装置,并开展一系列荷电细水雾抑制瓦斯爆炸的实验研究。分析在不同荷电极性、荷电电压及雾通量下,荷电细水雾对爆炸火焰传播速度的影响。研究结果表明:与普通细水雾相比,荷电细水雾能更有效地降低瓦斯爆炸火焰传播速度,且随着荷电电压的增大,荷电细水雾对火焰传播速度的抑制效果显著增强;同时荷负电荷的细水雾抑爆效果比荷正电荷的细水雾更好。当细水雾加载电压为8 k V时,火焰平均传播速度下降62.12%,火焰瞬时速度下降45.67%。
荷电细水雾可以有效地提高抑制瓦斯爆炸的效率。其中,雾滴的荷质比是细水雾抑爆效率的重要影响因素。利用网状目标法测试系统,通过改变荷电电压、电极间距、喷雾压力、环形电极的横截面积和材质,研究各种因素对水雾荷质比的影响规律。结果表明:水雾荷质比随荷电电压的升高呈现线性增长关系,随电极间距或环形电极横截面积的增大而增大;喷雾压力增大,荷质比呈现增长趋势,但增长幅度不明显;水雾荷质比不受电极环材质影响。在实验条件下,当荷电电压为7 k V、电极间距为12 mm、电极横截面积为4 mm2,喷雾压力为1.4 MPa时,雾滴荷电效果最好,荷质比为0.539 7 m C/kg。
为了研究荷电细水雾对瓦斯爆炸的抑制效果以及抑爆机理,根据静电感应原理,自行设计了小尺寸的荷电细水雾发生装置,并开展了荷电细水雾抑制瓦斯爆炸的实验研究。实验分析了在不同荷电极性、荷电电压以及雾通量下,荷电细水雾对瓦斯爆炸压力和火焰传播速度的影响。结果表明:荷电细水雾较普通细水雾能更有效地降低瓦斯爆炸压力峰值以及火焰传播速度,且随着荷电电压的增大,荷电细水雾的抑爆效果显著增强。同时荷负电荷的细水雾较荷正电荷的细水雾抑爆效果更好。当荷电电压为8 k V时,荷电细水雾使瓦斯爆炸压力峰值下降64.7%,升压速率下降33.03%,火焰传播速度下降34.9%。
