方形容器内掺氢天然气爆炸抑制实验研究

作     者：李满厚 汲世杰 LI Manhou;JI Shijie

作者机构：合肥工业大学土木与水利工程学院合肥230009 安徽省氢安全国际联合研究中心合肥230009 

出 版 物：《清华大学学报（自然科学版）》 (Journal of Tsinghua University(Science and Technology))

年 卷 期：2024年第64卷第6期

页      面：953-958页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081404[工学-供热、供燃气、通风及空调工程] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：精细爆破国家重点实验室开放基金项目(PBSKL2023A14)。 

主　　题：掺氢天然气 七氟丙烷 二氧化碳 掺氢比例 抑爆 

摘      要：为探究掺氢天然气在方形受限空间中的爆炸特性及七氟丙烷/二氧化碳对其爆炸抑制作用,在0.5 m×0.5 m×0.5 m的方形爆炸容器中进行掺氢天然气抑爆实验研究。首先进行掺氢体积分数0%~50%的掺氢天然气爆炸特性研究,结果表明:随着掺氢比例增大,最大爆炸超压和火焰传播速度都呈现上升趋势。随后在甲烷中掺入50%体积分数氢气开展二氧化碳或七氟丙烷抑爆实验,分析了最大爆炸超压、达到最大爆炸超压延迟时间、火焰传播速度等关键爆炸参数在不同抑爆剂体积分数下的演变规律。结果表明:随着抑爆剂体积分数增加,最大爆炸超压快速衰减,达到最大爆炸超压延迟时间延长。高速图像采集结果表明:火焰面拉伸明显,球形火焰传播速度显著减小。选取两种抑爆剂的不同体积分数下抑爆参数值进行对比,发现在二氧化碳体积分数是七氟丙烷2倍情况下,二者对最大爆炸超压的抑制效果相当;在10%体积分数七氟丙烷和20%体积分数二氧化碳作用下均可达到完全抑制,最大爆炸超压分别下降了98.0%和94.4%。两种抑爆剂都具有物理和化学抑爆作用,但七氟丙烷的抑爆效果明显优于二氧化碳。