• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
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张玉春, 杨文, 张坤, 蒋保平, 阳旭峰. 非预混CO2喷射压力对掺氢天然气预混爆炸特性的影响[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2025-0048
引用本文: 张玉春, 杨文, 张坤, 蒋保平, 阳旭峰. 非预混CO2喷射压力对掺氢天然气预混爆炸特性的影响[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2025-0048
ZHANG Yuchun, YANG Wen, ZHANG Kun, JIANG Baoping, YANG Xufeng. Effects of non-premixed CO2 injection pressure on the premixed explosion characteristics of hydrogen-doped natural gas[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2025-0048
Citation: ZHANG Yuchun, YANG Wen, ZHANG Kun, JIANG Baoping, YANG Xufeng. Effects of non-premixed CO2 injection pressure on the premixed explosion characteristics of hydrogen-doped natural gas[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2025-0048

非预混CO2喷射压力对掺氢天然气预混爆炸特性的影响

doi: 10.11883/bzycj-2025-0048
基金项目: 隧道氢能源列车燃爆机制与灾变行为研究(U24A20172);隧道劣化-火灾-荷载作用下结构热-水汽-力耦合传递机制及灾变行为研究(52278415);耦合流体冲击效应下锂离子电池火灾诱发多组分可燃气爆炸动力学研究(52204241);

Effects of non-premixed CO2 injection pressure on the premixed explosion characteristics of hydrogen-doped natural gas

  • 摘要: 煤制氢是煤炭能源低碳转型的有效方案,针对煤制氢通入天然气管网大规模输送过程中安全问题,研究了非预混二氧化碳(Carbon dioxide,CO2)喷射下掺氢天然气爆炸特性的影响。自主设计并搭建了爆炸实验平台,系统探究非预混CO2的喷射压力(0 ~ 1.00 MPa)和喷射时间(0 ~ 180 ms,喷射早于点火开启的时间)对爆炸火焰传播行为和压力特性的影响规律。结果表明:非预混CO2喷射显著影响甲烷/氢气/空气预混气爆炸行为。CO2喷射会引起湍流效应导致火焰褶皱和结构改变,从而增加火焰传播速度和爆炸压力。当喷射时间固定时(如0或120 ms),增加喷射压力会引入更多的CO2,增强局部湍流和扰动,加剧火焰加速和爆炸后果。随着喷射时间增加,不同喷射压力下最大爆炸压力均呈先增后减的趋势。CO2喷射对爆炸的湍流促进作用和稀释作用相互竞争,并存在临界喷射时间。过多的CO2喷射时会增强它的稀释作用,削弱CO2喷射对爆炸的湍流扰动能力,降低爆炸强度。此外,较大的喷射压力有着更小的临界喷射时间,同时较大喷射压力下的最大爆炸压力对喷射时间的变化有着更高的敏感性。喷射压力和时间是CO2喷射影响掺氢天然气爆炸危险的关键参数,为天然气管网氢能输送安全防控策略提供重要理论依据。
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出版历程
  • 收稿日期:  2025-02-19
  • 网络出版日期:  2025-06-06

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