• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
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纪文涛, 肖海利, 吕先舒, 侯振海, 孟令宣, 王雅歌, 王燕. 氢气/钛粉两相体系爆炸强度参数的变化规律[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2025-0362
引用本文: 纪文涛, 肖海利, 吕先舒, 侯振海, 孟令宣, 王雅歌, 王燕. 氢气/钛粉两相体系爆炸强度参数的变化规律[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2025-0362
JI Wentao, XIAO Haili, LU: Xianshu, HOU Zhenhai, MENG Lingxuan, WANG Yage, WANG Yan. Study on the variation law of explosion strength parameters in the hybrid explosion of hydrogen and titanium dust[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2025-0362
Citation: JI Wentao, XIAO Haili, LU: Xianshu, HOU Zhenhai, MENG Lingxuan, WANG Yage, WANG Yan. Study on the variation law of explosion strength parameters in the hybrid explosion of hydrogen and titanium dust[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2025-0362

氢气/钛粉两相体系爆炸强度参数的变化规律

doi: 10.11883/bzycj-2025-0362
基金项目: 国家自然科学基金(52374197);国家自然科学基金(52474217);河南省自然科学基金(252300421106);河南省科技研发计划联合基金(235200810079);河南省高校科技创新团队(25IRTSTHN005);

Study on the variation law of explosion strength parameters in the hybrid explosion of hydrogen and titanium dust

  • 摘要: 在钛基固态金属储氢技术应用及钛金属制品生产加工过程中极易形成氢气/钛粉两相体系,具有较高的爆炸风险。为研究氢气/钛粉两相体系爆炸特性,本文采用20 L球形爆炸装置,在0%~30%的氢气浓度和100~700 g/m³的钛粉浓度范围内,对氢气/钛粉两相体系爆炸强度参数变化规律进行了研究,并结合爆炸产物,分析了爆炸强度参数变化规律形成机理。结果表明,氢气的存在会显著影响钛粉爆炸强度。总体上,在100~700 g/m³钛粉浓度范围内,其爆炸压力Pex随氢气浓度的增大先减小后增大再减小,当氢气浓度为4%时降至最低,当氢气浓度为29%时增至最大;其爆炸压力上升速率(dP/dt)ex随氢气浓度增大先减小后增大,当氢气浓度为4%时降至最低,当氢气浓度为30%时增至最大。氢气/钛粉两相体系最大爆炸压力Pmax同样随氢气浓度的增大先减小后增大再减小,在氢气浓度为4%时降至最低,在氢气浓度为29%时达到峰值;最大爆炸压力上升速率(dP/dt)max随氢气浓度的增大先减小后增大,当氢气浓度为4%时达到最小值,随后持续上升,在氢气浓度为30%时达到峰值。爆炸产物分析结果表明,低浓度氢气会导致或加剧钛粉的不完全氧化反应,进而导致钛粉爆炸压力Pex和爆炸压力上升速率(dP/dt)ex的降低;当氢气浓度增至临界值后,氢气的自主燃烧将促进钛粉与氮气之间的反应,并促使两相体系爆炸过程由异相燃烧向均相燃烧转变,进而导致钛粉爆炸压力Pex和爆炸压力上升速率(dP/dt)ex的增大。
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出版历程
  • 收稿日期:  2025-11-04
  • 网络出版日期:  2025-12-23

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