管道内湍流火焰发展与加速特性分析

来源：中国安全科学学报杂志2025年第S1期北京时间：

作者：李帅东, 张健

单位：清华大学 航天航空学院, 北京 100084

摘要：为降低煤矿管道火灾事故发生的概率,探索抑制火焰加速诱发灾害的途径,分析管道内火焰发展与加速的主要特性,采用代数二阶矩-概率密度函数湍流燃烧模型,构建描述管内湍流火焰发展与加速的理论模型,并利用数值模拟研究甲烷-空气混合气在一端封闭、一端开口的燃烧管内的火焰发展与加速过程。结果表明:在管内中心线上,气体温度与燃料浓度梯度较大的火焰面即反应区,湍流平均反应率也较高;反应区出现气体轴向速度的跃升,同时出现湍能分布的峰值;气体平均反应率受湍流影响;反应区内湍流的逐渐增强导致反应区范围逐渐扩大,从而促进火焰加速。

关键词：湍流火焰,火焰发展,火焰加速,燃烧管,预混气体

基金资助：国家自然科学基金资助(91541206)