耦合化学动力学机理的油气爆炸燃烧特性分析

摘要：

狭长受限空间中,油气爆炸发展过程与化学动力学息息相关.开展汽油着火特性实验,根据着火延迟时间选取适当的化学动力学机理进行简化,确定对爆炸着火延迟时间影响最大的基元反应,利用平面激光诱导荧光(Planner Laser Induced Fluorescence,PLIF)技术开展狭长受限空间油气爆炸燃烧流场特性实验,分析爆炸传播时火焰内混合气燃烧过程.将简化后化学反应机理与计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)耦合,开展数值模拟,结果表明:爆炸传播过程中,外焰区大碳氢分子受热裂解、脱氢,发生氧化反应,生成的自由基向内焰区扩散,生成碳颗粒和H2O,碳颗粒在内焰区进一步反应生成最终产物;火焰结构经历多个变化过程,结构紊乱与爆炸超压增大相互促进,加剧火焰传播;未燃气体正向流动且速度逐渐减小,火焰锋面后方逆向流动且速度逐渐增大;火焰锋面贴近壁面未燃气体发生燃烧,产物流向管道中心和已燃区,中间区域混合气受到挤压也向后方已燃区运动.研究成果可为油品生产、储存及运输过程中油气爆炸防控提供理论指导.

关键词：化学动力学、油气爆炸、狭长受限空间、平面激光诱导荧光、简化机理

所属期刊栏目：41

分类号：TE88(石油、天然气储存与运输)

资助基金：国家重点项目2018YFC0809502-02

在线出版日期：2022-08-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：743-754