含KHCO3细水雾对甲烷-氢气预混爆燃的抑制机理

黄辉 李元兵 李霞 邵鹏

黄辉, 李元兵, 李霞, 邵鹏. 含KHCO3细水雾对甲烷-氢气预混爆燃的抑制机理[J]. 高压物理学报. doi: 10.11858/gywlxb.20251189
引用本文: 黄辉, 李元兵, 李霞, 邵鹏. 含KHCO3细水雾对甲烷-氢气预混爆燃的抑制机理[J]. 高压物理学报. doi: 10.11858/gywlxb.20251189
HUANG Hui, LI Yuanbing, LI Xia, SHAO Peng. Inhibition Mechanism of KHCO3-Containing Water Mist on Methane/Hydrogen Premixed Deflagration[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics. doi: 10.11858/gywlxb.20251189
Citation: HUANG Hui, LI Yuanbing, LI Xia, SHAO Peng. Inhibition Mechanism of KHCO3-Containing Water Mist on Methane/Hydrogen Premixed Deflagration[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics. doi: 10.11858/gywlxb.20251189

含KHCO3细水雾对甲烷-氢气预混爆燃的抑制机理

doi: 10.11858/gywlxb.20251189

Inhibition Mechanism of KHCO3-Containing Water Mist on Methane/Hydrogen Premixed Deflagration

  • 摘要: 甲烷-氢气混合气体的爆炸防控技术是氢能安全应用的重要课题。本研究通过实验与数值模拟相结合的方法,系统研究了含KHCO3细水雾对甲烷-氢气预混爆燃的抑制机理。结果表明,含KHCO3细水雾对甲烷-氢气预混爆燃具有显著抑制效果,且抑制性能与KHCO3质量分数呈正相关。以X_(H_2 )=10%为例,与对照组相比,11 wt% KHCO3作用下P_max和(dp/dt)_avg分别降低34.64%和44.57%,层流燃烧速度最高下降66.43%。KHCO3兼具物理化学双重抑制效应:物理上,雾滴相变吸热和蒸汽稀释效应降低火焰温度并稀释可燃物;化学上,KHCO3分解产生的钾化合物通过KOH→K→KOH重组循环消耗关键自由基(•H、•O、•OH),与链分支反应形成竞争,中断燃烧链式反应。此外,抑制过程是抑制与促进效应的竞争。高掺氢比和高质量分数下,物理蒸发效率成为限制化学抑制发挥作用的瓶颈,导致了抑制效率的饱和现象,但整体仍表现出显著的抑制效果。

     

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  • 网络出版日期:  2025-10-26

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