受限空间油气爆燃火焰形态

齐圣 杜扬 梁建军 张培理

齐圣, 杜扬, 梁建军, 张培理. 受限空间油气爆燃火焰形态[J]. 爆炸与冲击, 2016, 36(6): 832-838. doi: 10.11883/1001-1455(2016)06-0832-07
引用本文: 齐圣, 杜扬, 梁建军, 张培理. 受限空间油气爆燃火焰形态[J]. 爆炸与冲击, 2016, 36(6): 832-838. doi: 10.11883/1001-1455(2016)06-0832-07
Qi Sheng, Du Yang, Liang Jianjun, Zhang Peili. Flame patterns of gasoline-air mixture deflagration in a confined space[J]. Explosion And Shock Waves, 2016, 36(6): 832-838. doi: 10.11883/1001-1455(2016)06-0832-07
Citation: Qi Sheng, Du Yang, Liang Jianjun, Zhang Peili. Flame patterns of gasoline-air mixture deflagration in a confined space[J]. Explosion And Shock Waves, 2016, 36(6): 832-838. doi: 10.11883/1001-1455(2016)06-0832-07

受限空间油气爆燃火焰形态

doi: 10.11883/1001-1455(2016)06-0832-07
基金项目: 

国家自然科学基金项目 51276195

详细信息
    作者简介:

    齐圣(1990—),男,博士研究生, qscups@163.com

  • 中图分类号: O354.1

Flame patterns of gasoline-air mixture deflagration in a confined space

  • 摘要: 通过受限空间油气爆燃可视化实验发现,在不同初始油气体积分数下,爆燃火焰呈现出不同的表观特征,据此提出了受限空间油气爆燃的3种火焰形态,即光滑球形火焰、褶皱球形火焰和卷曲絮状火焰。分析了3种火焰形态的形成机理,并通过实验观测与理论分析,给出了区分3种火焰形态的临界条件。结合实验中采集到的关键参数,总结了不同的火焰形态下受限空间油气爆燃的反应产物、最大压力、升压速率、反应时间、火焰强度等关键参数的特征与变化规律。
  • 图  1  油气爆燃实验系统

    Figure  1.  Gasoline-air mixture deflagration experimental system

    图  2  油气爆燃火焰时序图像(YCH=1.50%)

    Figure  2.  Instantaneous images of gasoline-air mixture deflagration

    图  3  油气爆燃火焰时序图像(YCH=2.33%)

    Figure  3.  Instantaneous images of gasoline-air mixture deflagration

    图  4  油气爆燃火焰时序图像(YCH=2.90%)

    Figure  4.  Instantaneous images of gasoline-air mixture deflagration

    图  5  不同浓度油气爆燃的典型火焰图像

    Figure  5.  Three typical flame models of gasoline-air mixture deflagration

    图  6  不同油气当量比下的反应产物

    Figure  6.  Reaction product fueat different equivalence ratio

    图  7  不同油气当量比下的最大火焰强度与升压速率

    Figure  7.  Maximum flame intensity and rate of pressure riseunder different equivalence ratio

    图  8  不同油气当量比下的火焰持续时间与最大压力

    Figure  8.  Duration of flame and maximum pressureunder different equivalence ratio

    表  1  3种典型火焰形态下的油气爆燃特征变化规律

    Table  1.   Gasoline-air mixture deflagration characteristicsof three different flame patterns

    爆燃参数光滑球形火焰褶皱球形火焰卷曲絮状火焰
    φ< 11~1.47>1.47
    YCO增加增加最大
    YCO2增加后减小减小最小
    YO2减小增加后减小最小
    I增加减小增加
    增加最大减小
    τ减小最小增加
    pm增加最大减小
    注:增加或减小均指随初始油气体积分数增加而发生的变化。
    下载: 导出CSV
  • [1] Kuo K K. Principles of combustion[M]. John Wiley & Sons, 2005.
    [2] Turns S R. An introduction to combustion: Concepts and applications[M]. McGrw-Hill Companies, 2000.
    [3] 杜扬.油料火灾科学导论[M].北京:中国石化出版社, 2010.
    [4] Yoshida A, Tsuji H. Characteristic scale of wrinkles in turbulent premixed flames[C]//Symposium (International) on Combustion. Elsevier, 1982: 403-411.
    [5] Oh K H, Kim H, Kim J B, et al. A study on the obstacle-induced variation of the gas explosion characteristics[J]. Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 2001, 14(6):597-602. doi: 10.1016/S0950-4230(01)00054-7
    [6] Zhang P, Du Y, Zhou Y, et al. Explosions of gasoline-air mixture in the tunnels containing branch configuration[J]. Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 2013, 26(6):1279-1284. doi: 10.1016/j.jlp.2013.07.003
    [7] Zhang M, Wang J, Wu J, et al. Flame front structure of turbulent premixed flames of syngas oxyfuel mixtures[J]. International Journal of Hydrogen Energy, 2014, 39(10):5176-5185. doi: 10.1016/j.ijhydene.2014.01.038
    [8] Jerzembeck S, Peters N, Pepiot-Desjardins P, et al. Laminar burning velocities at high pressure for primary reference fuels and gasoline: Experimental and numerical investigation[J]. Combustion and Flame, 2009, 156(2):292-301. doi: 10.1016/j.combustflame.2008.11.009
    [9] Kim W K, Mogi T, Dobashi R. Effect of propagation behaviour of expanding spherical flames on the blast wave generated during unconfined gas explosions[J]. Fuel, 2014, 128(14):396-403. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=3976c50ca8d212461034cd90c3dcd31b
    [10] Tang C, Zhang S, Si Z, et al. High methane natural gas/air explosion characteristics in confined vessel[J]. Journal of Hazardous Materials, 2014, 278:520-528. doi: 10.1016/j.jhazmat.2014.06.047
  • 加载中
图(8) / 表(1)
计量
  • 文章访问数:  4256
  • HTML全文浏览量:  1234
  • PDF下载量:  440
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2015-04-16
  • 修回日期:  2015-06-26
  • 刊出日期:  2016-11-25

目录

    /

    返回文章
    返回