水雾抑制甲烷爆炸的数值模拟

摘要

甲烷（CH₄）是天然气的主要成分之一，具有易燃、易爆的特性，CH₄燃爆会引发严重后果，故需要使用有效的抑爆技术降低其燃爆危害性。本文采用流体动力学软件，选择CH₄体积分数为10%的CH₄-空气混合气体为研究对象，探讨不同水雾粒径、初始入射速度以及喷射时间等因素对CH₄-空气混合气体燃爆抑制效果的影响。结果表明，在10～150μm的水雾粒径范围内，70μm粒径的水雾对CH₄-空气混合气体的燃爆抑制效果最佳，可将CH₄-空气混合气体燃爆压力降至0.220 MPa，压力上升速率降至0.86 MPa/s,191 ms就能将混合气体燃爆温度降至500 K以下。此外，随着水雾入射初速度增大、喷射时间提前，水雾对CH₄-空气混合气体燃爆抑制效果增强。

关键词

甲烷 / 气体爆炸 / 抑爆 / 燃爆 / 水雾