低压氢气-空气混合物爆炸试验研究及数值模拟

来源：中国安全科学学报杂志2018年第2期北京时间：

作者：张春燕, 陶刚, 涂善东, 张礼敬

单位：1 南京工业大学 安全科学与工程学院,江苏 南京 210009; ；2 江苏省危险化学品本质安全与>控制技术重点实验室,江苏 南京 210009; ；3 华东理工大学 机械与动力工程学院,上海 200237

摘要：为了预防或控制密闭容器内氢气爆炸事故,运用20 L密闭球形容器试验研究不同初始低压(0.025～0.1 MPa)下氢气-空气混合物的最大爆炸压力、最大压力上升速率;并采用Fluent数值模拟软件,通过标准k-ε湍流模型和概率密度函数(PDF)燃烧模型,模拟不同初始压力下氢气-空气混合物燃烧过程,直观再现不同初始压力下火焰传播过程及流场扰动状况。研究表明:氢气体积分数一定时,氢气-空气混合物的最大爆炸压力和最大压力上升速率与初始低压均成线性关系;初始压力从0.1MPa降低至0.025 MPa,最大爆炸压力降低75.1%～75.9%,最大压力上升速率降低77.1%～83.7%。另外,初始压力降低,火焰前沿到达器壁的时间变长。

关键词：低压影响,最大爆炸压力,最大压力上升速率,数值模拟,火焰传播特性

基金资助：国家自然科学基金资助(21436006)。