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摘要
为探究甲烷在富氧条件下的火焰动力学规律，以CH4/O2/CO2预混体系为研究对象，在小尺度方形透明管道中进行了一系列爆炸实验，探讨了初始环境温度波动对爆炸参数的影响规律，并对预混体系的燃烧机理进行分析。结果表明：在273K的环境温度下，化学当量比φ=0.8-1.0且氧气相对比γ＜0.30和φ=1.2且γ＜0.35的预混体系不能被点燃，而对于其它预混体系均可被点燃，最终产生郁金香与非郁金香两种火焰类型，并且根据郁金香火焰独特的演变特征，又划分为“T”型郁金香火焰和不对称型郁金香火焰；随着γ增加，无量纲火焰速度V/(SL·E)的变化趋势由“两升两降”转变为“一升一降”。初始环境温度T0的升高并未对火焰传播速度和爆炸超压的变化趋势产生影响，但是会导致最大爆炸超压Pmax和最大火焰传播速度Vmax降低。值得注意的是，T0对爆炸强度的影响程度随φ的减小而增强。另外，与Pmax相比，Vmax和层流燃烧速度SL之间的关系更为紧密。从敏感性分析中可知，SL对自由基链式反应R38表现出最大的正敏感度，对R52表现出最大的负敏感度，并且对自由基OH的ROP最为敏感，当初始环境温度升高至303K时，会降低SL对R38（正）和R52（负）的敏感度；而H/O/OH自由基总摩尔分数的增加会削弱热扩散不稳定性，但对流体力学不稳定性显示出增强的效应。
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