N_2/CO_2/H_2O抑制甲烷燃烧数值分析

【摘要】：建立了CH4-O2预混气体等容绝热燃烧、爆炸的零维数学模型,并以此为基础对惰性气体抑制CH4点火、燃烧和爆炸的微观化学动力学过程进行数值模拟.数值计算结果表明,N2,CO2和H2O的加入,大大延长了CH4-O2预混气体的点火延迟时间,同时降低了燃烧反应系统温度.N2,CO2和H2O能有效抑制CH4点火、燃烧和爆炸,一方面源于CH4和O2在混合气体中的摩尔浓度被降低,致使离解出的H,O,OH和CH3自由基减少;另一方面则源于N2,CO2和H2O作为第三体稳定分子参与三元碰撞反应,使高活性的自由基转变成了低活性的稳定分子.相同条件下,CO2和H2O除了重点参与三元碰撞反应外,还不同程度地参与其他链式反应,而N2则是完全不参与其他链式反应.这就导致N2,CO2和H2O的抑燃、抑爆的能力和效果存在差异. 【作者单位】： 中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理重点实验室;西南石油大学机电工程学院;中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室;淮南矿业(集团)有限责任公司;
【关键词】： 等容绝热燃烧 基元反应 化学动力学 自由基 三元碰撞反应
【分类号】：O381
【正文快照】： 0引言CH4是最常见的可燃性气体之一,它也是天然气、沼气、矿井瓦斯的主要成分.一直以来,由含CH4的可燃性气体引发的爆炸事故时有发生.其中,灾害后果最严重的当属矿井瓦斯爆炸,例如在2004-10-20~2005-02-14的117天内连续发生3起死亡百人以上的特大恶性瓦斯爆炸事故,共死亡528人

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