Abstract:
为了氢气-甲烷混合燃料的安全使用,利用内径和长度皆为300 mm的圆柱形密闭容器进行爆炸实验,研究了掺氢比(XH2=0~100%)和当量比(Φ=0.6~1.4)对火焰演化和爆炸压力特性的影响,并采用CHEMKIN软件分析了氢气-甲烷-空气预混气体的层流燃烧速度及其敏感性.结果表明,在当量比(Φ)不变的情况下,随着掺氢比(XH2)的增加,最大爆炸压力(pmax)、最大压力上升速率((dp/dt)max)、爆炸指数(KG)以及层流燃烧速度增大,到达最大压力和最大压力上升速率的时间(tA和tB)逐渐缩短.点火后,火焰表面由最初的较为光滑,逐步形成蜂窝状的火焰胞格结构.在相同当量比(Φ)下,随着掺氢比(XH2)的增加,从点火到爆炸结束的时间大幅缩短,且在同一时刻,火焰半径增大,火焰表面皱褶增多.反应敏感性计算结果表明,基元反应H+O2⇌O+OH(R38)和H+CH3(+M)⇌CH4(+M)(R52)对层流燃烧速度的影响最大;关键自由基(H·、O·、OH·)的最大摩尔分数与层流燃烧速度正相关,且掺氢比(XH2)的增加,使得关键自由基的最大摩尔分数显著增大;基元反应R38和R84是影响关键自由基生成速率(ROP)的最主要反应.
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Source :
含能材料
ISSN: 1006-9941
Year: 2025
Issue: 3
Volume: 33
Page: 225-235
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