甲烷-空气泄爆特性的实验与数值模拟（英文）

作者：苏彬; 罗振敏^*; 王涛; 刘浪

来源：Journal of Central South University (English Edition), 2020, 27(08): 2382-2393.

• 甲烷-空气
• 火焰传播
• CFD模拟
• 泄爆
• 点火位置
• 压力峰值

为研究甲烷-空气混合物在管道、煤矿巷道等封闭空间内的通风爆炸特性,进行了相关实验和数值模拟。本文利用爆炸实验系统,结合FLACS软件,研究了不同泄爆条件下甲烷在管道和煤矿巷道中的爆炸特性和火焰传播特性。数值模拟与物理实验结果基本一致,说明甲烷爆炸的数值模拟是可靠的,且可应用于实际。研究结果表明,五种体积分数下甲烷的爆炸参数(压力、温度和产物浓度)变化趋势相同,但10.0%甲烷的爆炸强度最大,9.5%甲烷,11.0%甲烷,8.0%甲烷,7.0%甲烷的爆炸强度依次减弱。在不同泄爆条件下,甲烷爆炸压力和温度在无泄压条件的管道中最高,其次是在异端点火和泄压的管道,在同端点火和泄压的管道中最小。然而,三种泄爆条件对甲烷爆炸的最终产物浓度没有明显影响。对于煤矿巷道,距采空区50m处的支巷使回风巷道的最大爆炸压力明显减小,而进风回风巷道的最大爆炸压力变化不大。此外,当支巷道较长或支巷截面较大时,密闭墙处峰值压力略有降低。