C₂H₂/CH₄燃烧特性实验及反应动力学研究

摘要

随着煤矿开采深度的增加，极易出现瓦斯与煤自燃灾害交织共生现象，增大灾害风险．为阐明煤与瓦斯共生灾害发生时的火焰传播特性，有必要开展煤自燃气体掺混对瓦斯燃烧特性的影响研究．乙炔气体（C₂H₂）是煤高温氧化时产生的主要气体之一，甲烷（CH₄）是瓦斯的主要成分，本文研究了0～2%体积分数C₂H₂掺混对CH₄层流燃烧速度的影响规律．结果表明，随着C₂H₂体积分数的增加，C₂H₂/CH₄混合燃料层流燃烧速度增大．层流燃烧速度受质热扩散作用、动力学和热力学效应的综合影响，当C₂H₂体积分数增加至2%时，混合燃料的（αLe）^1/2、T_ad分别增加了1.54%、2.98%,_aT减少了26.93%，说明动力学效应是C₂H₂促进CH₄层流燃烧速度增加的主导因素．由活性自由基体积分数分析可知，随着C₂H₂体积分数的增加，H、O、OH和CH₃等活性自由基体积分数均出现增加趋势，从而促进了CH₄的燃烧．

关键词

C₂H₂/CH₄混合燃料 / 层流燃烧速度 / 动力学效应 / 敏感性分析 / 活性自由基

基金资助

国家自然科学基金资助项目(52174229,52174230); 辽宁省自然科学基金资助项目(2022-KF-13-01,2023-MS-355)