密闭空间内不同体积分数燃气爆炸特性研究

为探究密闭空间内不同体积分数燃气-空气混合气体爆炸时火焰燃烧速度及爆炸压强的分布规律，应用Fluent模拟软件对密闭空间充满不同体积分数（8.3%、9.5%、10%、11%）的燃气在燃气舱的中心发生爆炸进行数值模拟，分析燃气体积分数对密闭空间内火焰燃烧速度、爆炸超压、升压速率的影响规律。结果表明：爆炸火焰形态在燃气舱中呈现出球形、锥形、郁金香形的变化，火焰燃烧速度随时间增加呈先增大后减小的趋势，燃气体积分数为9.5%时火焰燃烧速度最大可达267 m/s；爆炸所产生的冲击波最先到达燃气舱壁面形成反射叠加，最终导致顶部超压大于中部超压且在距点火点40 m处相差最大为0.13 MPa；最大火焰燃烧速度、最大爆炸超压、最大升压速率均随着燃气体积分数的增加呈先增大后减小，且在燃气体积分数小于9.5%时燃气爆炸升压速率受燃气体积分数影响大接近直线上升，大于9.5%时影响小呈缓慢下降，而爆炸升压速率也可直接反应爆炸强度；最大爆炸压强出现的时间在最大燃烧速度后，表明爆炸压强对火焰的燃烧传播有促进作用。因此，可以限制火焰的燃烧传播速度降低爆炸压强来达到抑爆的效果。