基于图像处理的管道瓦斯爆炸火焰传播速度特征

聂百胜^1,2，杨龙龙^1,2，孟筠青^1,2，何学秋^1,2

1. 中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室2. 中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院

摘 要：为研究瓦斯/空气预混气体爆炸火焰传播速度特征,利用瓦斯爆炸实验系统开展了9.5%体积分数下的瓦斯爆炸实验,通过高速摄影系统拍摄了爆炸火焰传播图像;分析提出了利用图像相关系数法计算瓦斯爆炸火焰传播速度的基本原理和方法,计算分析了9.5%体积分数瓦斯爆炸全过程中的火焰传播速度动态变化规律。结果表明:爆炸火焰处于加速、减速、反向传播,再加速、减速直至熄灭的过程,火焰不断震荡。进一步地对爆炸火焰进行了细化分析,通过对预处理图像进行横向和纵向的等分,计算视窗中不同部分的火焰传播速度,并与按整体计算的速度进行对比验证。利用该方法可以计算瓦斯爆炸火焰充满整个管道时的传播速度,为研究瓦斯或者其他气体爆炸火焰传播规律提供了一种新途径。

关键词：瓦斯爆炸;图像处理;相关系数;火焰传播速度;