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摘要
实际工业中,管道截面突变可改变预混燃气火焰的燃烧模式和燃爆特性,影响燃气输送的安全性。为此,利用Fluent软件,数值模拟研究了4种变截面管道结构(突变扩张型管道、突变收缩型管道、渐变扩张型管道和连续突变扩张型管道)对H2/Air预混气体燃爆过程火焰动态变化的影响,并分析了管内温度场、压力场的分布情况、气体流速和涡量等燃爆特征参数以及焓、熵值等热力学参数的变化规律。研究结果表明:扩张型管截面的突扩诱导作用和收缩型管截面的收缩阻挡作用改变了管内预混气体燃烧火焰传播的动态结构以及火焰前锋的稀松波和预混气流方向,使火焰出现了"杯口"型和"长颈花瓶"型前锋面;突变收缩型管截面的阻挡、反射和抑制作用加强了湍流强度和涡流运动强度,管内最高温度、峰值压力和平均流速等燃爆特征参数也相对较高,而涡团向上、下管壁的运动抑制了火焰尖端的反应强度和传播速度;渐变扩张型管道能降低突扩诱导作用的影响;而连续突变扩张型管内发生在层流向湍流火焰转变阶段的首次截面突扩产生的诱导作用对其燃爆特性的影响更为显著。
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单位建筑工程学院; 辽宁工业大学
