C2H6、C2H4、CO与H2对甲烷爆炸压力及动力学特性影响

摘要

为量化可燃气体爆燃引起的潜在危险性提供相关的基础数据,设计出在气体燃料加工、储存和运输过程中能够承受爆炸危险的容器.运用20 L球形气体爆炸系统,在不同初始温度(298～373 K)与不同的预混气体(CO、H2、C2H4、C2H6)体积分数(0.4％～2.0％)条件下,获取了甲烷体积分数为7％与11％的甲烷?空气混合物的爆炸压力特性参数.此外,采用CHEMKIN软件,模拟分析了不同体积分数的预混气体在爆炸过程中H·、O· 和·OH自由基摩尔分数的变化趋势,并进行了敏感性分析.结果表明,同一体积分数的预混气体,随初始温度的增加,最大爆炸压力呈线性降低,最大爆炸压力上升速率几乎恒定或下降.同一初始温度,对于甲烷体积分数为7％的甲烷?空气混合物,随着预混气体的体积分数增大到2％,其最大爆炸压力、最大爆炸压力上升速率均呈增大的趋势,而甲烷体积分数为11％的甲烷?空气混合物对应的最大爆炸压力与最大爆炸压力上升速率均呈减小趋势.随着预混气体体积分数的增加,甲烷体积分数为7％的甲烷?空气混合物在爆炸过程中H·、O·和·OH自由基摩尔分数峰值上升.O·和·OH自由基摩尔分数峰值在甲烷体积分数为11％的甲烷?空气混合物中呈下降趋势,H·自由基摩尔分数峰值有所上升.对于甲烷体积分数为7％与11％的甲烷?空气混合物,其影响甲烷的关键基元反应式不变,敏感性系数随预混气体体积分数的增加而减弱.