ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СМЕСИ ГАЗОВ N2/CO2 НА ПАРАМЕТРЫ ВЗРЫВА СМЕСИ МЕТАН --- ЭТАН --- ВОЗДУХ
J.-G. Wang1,2, J.-H. Zhang1, J.-J. Chen3, J.-Y. Li1, S. Zhang1
1College of Environment and Safety Engineering, Fuzhou University, Fuzhou, China
zhangsu88@fzu.edu.cn
2Fuzhou University Zhicheng College, Fuzhou, China
3Aero-Engine Superior Materials (Zhenjiang) High-Temperature Alloys Co., Ltd, Zhenjiang, China
Ключевые слова: метан, этан, N/CO, подавление взрыва, кинетика реакций
Страницы: 28-28
Аннотация
Основными компонентами природного газа являются метан и этан. Несмотря на широкое применение, газовые смеси обладают взрывоопасностью. В работе изучены характеристики взрыва предварительно перемешанной смеси метан --- этан --- воздух (коэффициент избытка топлива ϕ = 0.7 ÷ 1.3) в сферической камере объемом 1 м3, а также эффект подавления взрыва при добавлении инертной смеси N2/CO2. Механизм ингибирования проанализирован с позиций химической кинетики. Результаты показали, что максимальная интенсивность взрыва, характеризуемая пиковым давлением и максимальной скоростью нарастания давления, наблюдается при слегка обогащенной смеси (ϕ = 1.1). При этом скорость распространения деформированного фронта пламени составляет 2.60 м/с, максимальное давление взрыва --- 830.58 кПа, а максимальная скорость нарастания давления --- 10.31 МПа/с. Десять ключевых элементарных реакций, наиболее значительно влияющих на концентрацию активных радикалов (H•, O•, OH•) и температуру взрыва, совпадают; их коэффициенты чувствительности изменяются однонаправленно. При одной и той же объемной доле инертного газа повышение содержания CO2 в смеси N2/CO2 усиливает подавление взрыва. Это объясняется не только более высокой теплоемкостью CO2, но и его прямым участием в элементарных реакциях, приводящим к обрыву цепей разветвления и образованию стабильных продуктов. Полное подавление взрыва достигается при введении 25 % (об.) инертной смеси.
DOI: 10.15372/FGV2025.9606 |
