科研之友
微信
新浪微博
Facebook
分享链接
摘要
为分析甲烷惰化极限条件下燃爆火焰特征，采用高速纹影对20L球形装置内CO2惰化抑制CH4燃爆的火焰图像进行采集，同时利用数值模拟方法对燃爆过程进行重现。通过观察和分析火焰形状的演化过程、火焰熄灭现象以及火焰传播速度，掌握了浮力主导下的燃爆火焰的特征，揭示了惰化条件下燃爆火焰形态演化机理和各方向扩展速度演化，同时也得到了导致火焰熄灭的原因。结果表明：爆炸初期，火焰在各方向扩展速度相同，因此火焰形态呈“球”形。之后，添加较少的CO2工况中，火焰各方向扩展速度基本相同，一直呈球形。惰化极限的工况中，火焰的已燃区和未燃区内密度差显著增大，浮力也变得显著，“球”形火焰将转变为“ω”火焰，且火焰出现整体上浮或者熄灭现象。火焰上浮过程中，向下扩展的速度出现负值，且明显大于两侧速度。此外，数值模拟可以补充试验中视窗以外的火焰部分，模拟结果表明火焰在上浮过程中底部向上速度逐渐增大，且明显大于两侧速度，导致火焰面底部中心出现凹陷，最终形成“ω”火焰。“ω”火焰在上浮过程中，因与周围未燃气体或容器壁面换热导致火焰熄灭，但整个过程没有产生超压。
- 单位
