障碍物管道中CO₂对甲烷爆炸特性影响的模拟研究

摘要

为了探究障碍物对CO₂抑制甲烷爆炸效果的影响，利用FLACS数值模拟软件，系统研究半密闭管道内CO₂与障碍物共存时的甲烷燃爆特性。通过构建多工况组合，结合爆炸压力峰值、火焰传播速度及流场的演变过程，分析半密闭管道内不同浓度CO₂抑制甲烷爆炸过程受障碍物影响的特征规律，确定能使障碍物失去促进作用的CO₂体积分数。结果表明：障碍物显著削弱CO₂对爆炸压力及火焰传播的抑制效果，当CO₂体积分数达20%时，其促进作用基本消失；爆炸压力初峰时间随CO₂浓度增加而延后，但障碍物工况较空管仍有提前，最大压力峰值出现时间延后；平均火焰速度在70%阻塞率时达峰值，90%时因湍流淬熄下降；随CO₂浓度增加，火焰未燃区空腔面积增加，抑制火焰加速。研究为复杂管道甲烷燃爆防控提供理论支撑。

关键词

爆炸防控 / 障碍物 / FLACS / 二氧化碳浓度 / 爆炸特性