DOI：10.11883/bzycj-2022-0259磁场效应对甲烷爆炸影响的机理*高建村1,2，杨喜港1，王乐3，洪子金1，胡守涛1,2，李如霞1，孙谞4（1.北京石油化工学院安全工程学院，北京102617；2.北京市安全生产工程技术研究院，北京102617；3.南京理工大学化学学院，江苏南京210094；4.北京恒安天诚科技有限公司，北京101200）摘要：为了揭示磁场对甲烷爆炸特征的影响机理，开展了磁场对甲烷爆炸影响实验，得出了磁场对甲烷爆炸压力、火焰传播速度、爆炸产物组分及体积分数的影响规律。利用Chemkin-Pro软件模拟甲烷爆炸链式反应过程，得到了甲烷爆炸过程中的关键自由基和基元反应。通过理论计算，对不同自由基在磁场作用下的受力进行分析，揭示了磁场对甲烷爆炸的影响机理。研究结果表明，磁场能够降低甲烷爆炸压力和火焰传播速度，降低CO和CO2的生成量，增加甲烷的残余量；•H、•O、•OH、•CH3、•CH2O是甲烷爆炸的关键自由基，由于•O的磁化率较高，被吸引到磁感线密集的区域，•O与其他自由基的碰撞几率减少，从而降低•HCO→CO→CO2的链式反应速率，导致CO和CO2生成量降低，且甲烷爆炸强度降低。关键词：磁场；自由基；磁化率；反应路径；链式反应中图分类号：O389国标学科代码：13035文献标志码：AOnthemechanismofmagneticfieldeffectonmethaneexplosionGAOJiancun1,2,YANGXigang1,WANGLe3,HONGZijin1,HUShoutao1,2,LIRuxia1,SUNXu4(1.SchoolofSafetyEngineering,BeijingInstituteofPetrochemicalTechnology,Beijing102617,China;2.BeijingInstituteofSafetyProductionEngineeringTechnology,Beijing102617,China;3.SchoolofChemistryandChemicalEngineering,NanjingUniversityofTechnology,Nanjing210094,Jiangsu,China;4.BeijingHenganTianchengTechnologyCo.,Ltd.,Beijing101200,China)Abstract:Tostudytheeffectmechanismofmagneticfieldsonmethaneexplosion,anexperimentwascarriedoutbydetonatingthepremixedgasofmethanewiththevolumefractionof9.5%andairastherestconstituentinamagneticfields.Effectpatternsofmagneticfieldsonmethaneexplosioncharacteristicsemergedbasedontheexplosionpressuremeasuredbypressuresensorsandflamepropagationvelocitymeasuredbydetonationvelocitymeter.Thegasafterexplosionwasquantitativelysampledbygassampler,andthevolumefractionofreactantsandproductswasdetectedbyfluegasanalyzerandgaschromatogr...
