第51卷第4期2023年8月D0I:10.7631/issn.1000-2243.22465N,对甲烷-空气预混气体爆炸火焰传播稳定性的影响福州大学学报（自然科学版）JournalofFuzhouUniversity(NaturalScienceEdition)Vol.51No.4Aug.2023文章编号：1000-2243(2023)04-0582-07王金贵'，何伟杰'，张成名²，张苏1（1.福州大学环境与安全工程学院，福建福州350108；2.32504部队，江西上饶334100）摘要：基于自主搭建的1m²球形爆炸实验系统，通过分析火焰结构与传播过程来探究不同体积分数下的甲烷和氮气对火焰不稳定性的影响及其机制.研究结果表明，甲烷-空气预混气体火焰发展过程与甲烷体积分数直接相关，当甲烷体积分数接近爆炸极限，火焰明显上浮，浮力不稳定性是火焰失稳的主要因素．当甲烷体积分数在7%～13%范围内时，火焰总体呈规则球形，在热-质扩散因素和流体力学因素相互促进或制约作用下，火焰总体不稳定性呈现先迅速增强后缓慢减弱的趋势.通过改变氮气添加比，发现流体力学不稳定性对氮气添加比的变化更为敏感，当氮气添加比（体积分数）大于8%时，在流体力学不稳定性因素的主导影响下火焰稳定性迅速增强.关键词：甲烷爆炸；惰化；马克斯坦长度；火焰不稳定性中图分类号：X932InfluenceofN,ontheflamestabilityofmethane-airpremixedgasWANGJingui',HEWejie',ZHANGChengming",ZHANGSu'(1.CollegeofEnvironmentandSafetyEngineering,FuzhouUniversity,Fuzhou,Fujian350108,China;2.Unit32504,Shangrao,Jiangxi334100,China)Abstract:Basedontheself-developed1m'sphericalexplosionexperimentalsystem,investigatingtheeffectofmethaneandnitrogenonflameinstabilityatdifferentvolumefractionsandtheirmechanismsbyanalyzingflamestructureandpropagationprocesses.Theresultsshowthattheflamedevelopmentprocessofmethane-airpremixedgasisdirectlyrelatedtothevolumefractionofmethane,andwhenthevolumefractionofmethaneisclosetotheexplosionlimit,theflameobviouslyfloatsupwardandbuoyancyinsta-bilityisthemainfactorofflamedestabilization.Whenthevolumefractionofmethaneisintherangefrom7%to13%,theflamehasaregularsphericalshapeingeneral,andtheoverallinstabilityoftheflameshowsatrendofrapidenhancementandthenslowweakeningundertheeffectofheat-massdiffusionfactorsandhydrodynamicfactorspromotingorconstrainingeachother.Bychangingthevolumefract...
