N2/超细水雾抑制甲烷爆炸点火和火焰传播特性

作者

裴蓓李世梁韦双明康亚祥潘荣锟路长景国勋
单位

河南理工大学煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心河南理工大学安全科学与工程学院
摘要

为了提高细水雾的抑爆效果，采用定容燃烧弹和点火能精密控制仪，通过改变N2/超细水雾浓度，研究了单一抑制剂和两者共同作用对甲烷/空气爆炸最小点火能、火焰传播行为及不稳定性的影响，并采用化学动力学软件对其抑爆机理进行了探讨.结果表明：加入N2/超细水雾后，甲烷/空气预混气最小点火能显著增大，爆炸超压和最大压升速率降低，压力峰值来临时间和火焰形成时间延长，火焰明显上浮，火焰胞格数量减少，马克斯坦长度增加，降低火焰传播速度的能力显著提高，说明N2/超细水雾共同作用时能更好地抑制甲烷/空气爆炸初期火焰不稳定性，对火焰传播的抑制效果优于单一抑制剂，有效预防火焰加速甚至爆轰.N2/超细水雾可以有效降低H·,O·,·OH等活泼自由基的生成速率峰值和摩尔分数，温度敏感性系数绝对值大幅度降低，说明二者共同作用时能有效降低预混气的爆炸敏感性和爆炸强度，有效抑制甲烷/空气预混气的点燃与爆炸链式反应的进行.
关键词

甲烷爆炸最小点火能火焰不稳定性 N2" data-show="keyboard">2"name="keyword">N2 超细水雾抑制机理
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金项目(51974107)；河南省高校科技创新人才支持计划项目(22HASTIT027)；河南省科技攻关研究项目(212102310006)；中国博士后科学基金特别资助项目(2019T120622)；河南省高校基本科研业务费专项资金资助项目(NSFRF210344)；河南理工大学创新型科研团队项目(T2021-4)；
文章目录

1 试验设计
1.1 试验系统
1.2 试验方法
2 试验结果分析
2.1 N2/超细水雾对甲烷/空气预混气最小点火能的影响
2.2 N2/超细水雾对甲烷/空气预混气最小点火能复合影响分析
2.3 N2/超细水雾对甲烷/空气预混气爆炸压力影响
2.4 N2/超细水雾对甲烷/空气预混气爆炸初期火焰传播特性影响
3 抑制机理分析
3.1 反应自由基分析
3.2 温度敏感性分析
4 结论
引用格式

裴蓓,李世梁,韦双明,康亚祥,潘荣锟,路长,景国勋.N_2/超细水雾抑制甲烷爆炸点火和火焰传播特性[J].中国矿业大学学报,2023,52(02):329-341.DOI:10.13247/j.cnki.jcumt.20210772.