易燃易爆危险物质爆炸防控关键技术与装备
完成单位:北京理工大学

产生时间:2009年

支撑项目(平台):

参与单位:北京理工大学

所属学科:化学工程与技术

主要贡献者:王成,聂百胜,李刚,司荣军,钱新明,李润之,苑春苗,韦建树,臧充光,郭俊

成就简介:本项目是国家科技支撑计划、国家自然科学基金等项目重大成果,针对易燃易爆危险物质爆炸防控的迫切需求,系统地揭示了易燃易爆危险物质爆炸点火机理和传播规律,建立了易燃易爆危险物质爆炸的化学流体动力学模型,研发了具有自主知识产权的多相爆炸高精度仿真软件,发明了多种新型爆炸防控材料与技术,建立了一体化爆炸防控理论体系,形成了系列爆炸智能防控装备。

本项目是国家科技支撑计划、国家自然科学基金等项目重大成果,针对易燃易爆危险物质爆炸防控的迫切需求,系统地揭示了易燃易爆危险物质爆炸点火机理和传播规律,建立了易燃易爆危险物质爆炸的化学流体动力学模型,研发了具有自主知识产权的多相爆炸高精度仿真软件,发明了多种新型爆炸防控材料与技术,建立了一体化爆炸防控理论体系,形成了系列爆炸智能防控装备,取得了如下创新成果:
       1)构建了多因素耦合作用下爆炸特性测试系统,揭示了易燃易爆物质爆炸点火机理,解决了特殊环境条件下爆炸特性测试难题;测定了500余种可燃粉尘的爆炸特性,建成了国内首个工业粉尘爆炸特性数据库,为粉尘爆炸事故预防提供数据支撑;建立了极端条件下爆炸极限预测模型,攻克了多因素耦合条件下爆炸极限难以实验测试和理论预测的难题。
       2)建立了易燃易爆危险物质流体动力学和化学反应动力学耦合模型,构造了物理量保正的高精度计算格式,研发了具有完全自主知识产权的多相爆炸高精度仿真软件,实现了5阶精度、上亿网格的模拟计算和软件的自主可控;揭示了多尺度火焰传播的火焰加速机理,给出了爆燃转爆轰的临界条件,为制定燃爆防控措施提供了理论依据;开展了煤矿内实际工况下的大规模爆炸试验,得到了无约束和复杂约束条件下爆炸传播特性,提出了基于图像处理的火焰传播速度计算方法,克服了传统手段的局限性。
       3)研发了多相惰性介质的协同抑爆技术,发明了新型复合防爆材料和中空格栅结构阻隔抑爆球体,实现了低体积占比的高效抑爆;提出了金属和非金属多孔材料阻隔爆技术和方法,实现了连续、多次爆炸阻隔;研发了基于爆燃波结构的自启闭安全泄放技术,实现了压力泄放和火焰淬熄双重功能;研发了基于三明治复合结构的抗冲击吸能结构,突破了轻质结构的超强抗爆性能。
       4)研发了非电气防爆设备性能测试分析系统、毫秒级多相抑爆装备、复用型高效阻隔爆装备、无焰安全泄爆装备和超性能抗爆装备等系列爆炸防控装备,打破了国外对爆炸防控装备长期的技术垄断,形成了多参数实时监测、预警和抑爆、阻隔爆、泄爆及抗爆装备智能联动的软硬件一体化系统,已广泛应用于石油石化、建筑隧道、热电核电、煤矿、烟草、食品药品等行业。研究成果已在全国31个省、市、自治区得到广泛应用,装备出口至新加坡、阿根廷、阿尔及利亚等13个国家,推动了爆炸安全防护制造产业进步,提高了应用企业的爆炸安全防护技术水平,取得了显著的社会和经济效益。

扫码关注

“高校科技进展”微信公众号