水蒸气对氢气燃烧影响的数值研究

作     者：马飞 佟立丽 曹学武 罗广南 MA Fei TONG Li-li CAO Xue-wu LUO Guang-nan

作者机构：上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 中国科学院合肥物质科学研究院合肥234000 

出 版 物：《原子能科学技术》 (Atomic Energy Science and Technology)

年 卷 期：2016年第50卷第11期

页      面：1972-1978页

核心收录：

学科分类：08[工学] 082701[工学-核能科学与工程] 0827[工学-核科学与技术] 

基　　金：国家科技重大专项资助项目(2015ZX06004003-003) 

主　　题：氢气燃烧模拟 水蒸气 CAST3M软件 

摘      要：核电站严重事故下,氢气的燃烧风险是影响安全壳完整性的重要因素,而水蒸气的存在对氢气、空气混合气体的燃烧会产生重要的影响。本文采用CAST3M软件,对局部小空间内氢气的燃烧特性以及水蒸气的影响进行研究。首先对THAI装置的典型实验工况进行模拟,表明了相关燃烧模型的可用性。然后将高度为6m、直径为2.2m的圆柱空间作为燃烧域,对其分别计算了8%、10%、12%氢气浓度下的燃烧,并与添加25%水蒸气的相应工况进行了对比。通过对燃烧域的温度、压力以及火焰传播速度的分析,表明添加水蒸气后燃烧产生的最大压力下降,火焰的最大温度下降,火焰传播的速度下降。研究表明,水蒸气的存在对氢气的燃烧具有抑制作用,能有效降低氢气燃烧产生的后果。