细水雾对甲烷爆炸火焰传播特性及驻停行为的影响研究

摘要

为了研究细水雾在负压效应下对管道内甲烷爆炸传播的影响，本研究通过自主搭建的实验平台，探讨了9.5%CH₄/Air预混气体爆炸过程中的细水雾作用。实验采用有机玻璃管道系统，模拟煤矿井下巷道结构，分析了细水雾对爆炸超压、火焰传播速度及火焰特性的影响。结果表明:细水雾能有效降低爆炸超压和强度，同时引发火焰驻停和逆流现象。细水雾使燃烧区温度下降，管内压力低于外部大气压，形成负压区域，导致气流回流速度大于火焰传播速度，从而抑制火焰传播。细水雾在低速传播火焰时抑制效果显著，而在高速传播时效果微弱。此外，长管道内多喷头协同工作时，喷头间距和配置显著影响火焰逆流的频率和持续时间。细水雾通过物理和化学作用可有效抑制甲烷爆炸传播，尤其在火焰低速传播阶段效果显著，可作为煤矿井下安全防护的有效技术手段。

关键词

细水雾 / 甲烷爆炸 / 爆炸超压 / 火焰传播速度 / 减速逆流