管道截面尺寸对氢气火焰传播过程影响的数值模拟

作者：周宁; 梅苑; 李雪; 陈兵; 黄维秋; 赵会军; 袁雄军

来源：安全与环境学报, 2020, 20(06): 2131-2138.

DOI：10.13637/j.issn.1009-6094.2019.1004

• 安全工程
• 氢气爆炸
• 密闭空间
• 截面尺寸
• 火焰结构
• 流场特征

为揭示尺寸效应对氢气燃爆特性的影响,采用大涡模拟(LES)模型和Zimont燃烧模型对4种不同尺寸封闭空间中的氢气/空气燃爆过程进行数值研究。重点分析尺寸效应对火焰传播速度的影响机理、湍流涡团与火焰阵面变化的相关性。结果表明:火焰结构受截面尺寸影响较大,小截面管道中更频繁的横波反射使得火焰面失稳加剧;在火焰传播的不同阶段,截面尺寸对火焰传播的影响机制不同,火焰发展早期壁面湍流涡作用占主导地位,管道截面尺寸较小时火焰传播速度较大,火焰发展中期,燃烧面积增大导致湍动能增加占主导地位,管道截面尺寸越大,火焰传播速度越大;涡团及涡对的演化伴随着火焰阵面的发展,其运动对火焰阵面结构发展有重要影响。

• 单位
  常州大学; 中国安全生产科学研究院; 中国石油大学（北京）