惰性气体喷射参数对H2-CH4混合气体爆炸抑制效果的影响
李胜利1
王长禄2
郑义2
李斌3
1.国家能源集团神东煤炭集团有限责任公司保德煤矿,山西忻州 0366002.煤科通安(北京)智控科技有限公司,北京 100013;煤炭科学技术研究院有限公司,北京 100013;北京市煤矿安全工程技术研究中心,北京 100013;煤炭智能开采与岩层控制全国重点实验室,北京 1000133.沈阳理工大学环境与化学工程学院,辽宁沈阳 110159
摘要：为探究惰性气体喷射参数对H2-CH4混合气体爆炸特性的影响,在水平管道上开展了 N2和CO2抑制H2-CH4混合气体爆炸的实验,研究了 N2和CO2喷射位置及喷射角度对H2-CH4混合气体爆炸压力、火焰传播速度和火焰波温度的影响.结果表明:N2和CO2对爆炸压力、火焰传播速度和火焰波温度有明显的减弱作用,且CO2对H2-CH4混合气体爆炸的抑制作用强于N2;惰性气体在近火端喷射位置的抑爆能力优于远火端喷射位置;随着惰性气体喷射角度增大,最大爆炸压力、火焰传播速度和火焰波温度均呈逐渐降低趋势,惰性气体对H2-CH4混合气体爆炸的抑制效果逐渐增强.通过Chemkin-Pro模拟可知:加入CO2时H自由基和OH自由基的摩尔分数峰值相较于无抑爆时分别下降了 14.2％和9.9％;而加入N2时H自由基和OH自由基的摩尔分数相较于无抑爆时几乎无差别."近火端+大角度"的组合喷射方式能够最大化发挥CO2在自由基消耗、物理吸热与可燃气体稀释方面的协同抑制效应;"远火端+小角度"的组合喷射方式则因扩散延迟与气体混合不均的双重制约,削弱了惰性气体的抑爆效能.
关键词：混合气体爆炸惰性气体抑爆气体喷射位置气体喷射角度爆炸压力火焰传播速度火焰波温度自由基
分类号：TD712.71(矿山安全与劳动保护)
资助基金：辽宁省教育厅基本科研项目(LJ212410144007)
论文发表日期：2025-08-30
在线出版日期：2025-09-18（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 134-140,147 )
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