弱约束条件下氢气含量对甲烷/空气燃爆特性的影响研究

来源：振动与冲击杂志2024年第6期北京时间：

作者：张蓓蓓，程扬帆,，夏煜，钱家祺，韦箫

单位：1.安徽理工大学土木建筑学院，安徽淮南232001； 2.安徽理工大学化学工程学院，安徽淮南232001

摘要：本研究采用自制的可视化气体爆炸实验设备，以乳胶气球为反应容器模拟弱约束空间，研究不同氢气添加量对甲烷/空气预混气体的爆炸火焰温度场、爆炸压力以及火焰传播速度等特征参数；结合实验测试和Chemkin软件模拟结果，详细分析了氢气浓度对甲烷/空气爆炸特性的影响规律。结果表明：随着氢气含量的增加，混合气体燃爆火焰温度场内部温度变低，火焰边缘温度升高；混合气体的峰值超压和最大压力上升速率均逐渐增大；由于H、O和OH自由基的摩尔分数随着氢气的添加而增加，加速了火焰传播速度。同时，通过对混合气体的敏感性分析发现，甲烷的存在在一定程度上抑制了氢气的燃烧。研究结果可为弱约束空间内氢气/甲烷/空气预混气体的意外爆炸防控提供基础数据，也可为其他可燃气体爆炸特性的研究提供实验方法。

关键词：弱约束；氢气；甲烷；气体爆炸；燃爆特性；比色测温