《氫氣/碳氫燃料/空氣混合物燃燒爆炸特性研究》是依託北京理工大學，由劉慶明擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：氫氣/碳氫燃料/空氣混合物燃燒爆炸特性研究
- 依託單位：北京理工大學
- 項目負責人：劉慶明
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
以甲烷、戊烷、汽油為典型氣、液兩相碳氫燃料，研究氫氣/碳氫燃料/空氣混合物點火、火焰失穩、燃燒爆炸等過程及其臨界條件，探索氫氣的加入對碳氫燃料/空氣混合物點火、火焰傳播穩定性及其爆炸特性的影響規律和機理。研究靜電點火裝置能量輸出結構和釋放規律，得到基於機率信息的氫氣/碳氫燃料/空氣混合物臨界點火源參數確定方法，探索最小點火能隨氫氣/碳氫燃料構成比例、燃料濃度、環境溫度、壓力的變化規律和機理；研究氫氣/碳氫燃料/空氣混合物點火燃燒爆炸特性隨燃料濃度的變化規律，得到基於機率信息的氫氣/碳氫燃料/空氣混合物燃燒爆炸極限濃度，探索氫氣/碳氫燃料構成比例、環境溫度、壓力對氫氣/碳氫燃料/空氣混合物燃燒爆炸極限濃度的影響規律和機理；研究氫氣/碳氫燃料/空氣混合物火焰傳播穩定性及其臨界參數，探索氫氣/碳氫燃料構成比例、燃料濃度、環境溫度、壓力對氫氣/碳氫燃料/空氣混合物火焰傳播穩定性的影響規律和機理。
結題摘要
根據點火實際需求設計了靜電點火裝置，利用放電特性測試平台對點火裝置電火花放電特性和能量釋放規律進行了研究。利用爆炸測試平台和近場壓力實驗系統，研究了電火花誘導爆炸波的形成與傳播過程，給出了爆炸波能量的計算方法，實現了點火裝置大能量點火檔位有效爆炸波能的準確計算，解決了大能量電火花爆轟直接起爆過程中有效起爆能的確定問題。建立了可燃氣體燃燒傳播過程測試系統，得到了預混氣體層流燃燒速度和馬克斯坦長度。實驗研究了丙烷、氫氣、氨氣單一燃料/空氣（氧氣）混合物小能量點火條件下的火焰傳播特性，並首次開展氫氣/氨氣複合燃料燃燒特性研究，獲得了多組分預混氣體的層流燃燒速度。利用紋影系統觀測到的預混火焰表面特性和實測獲得的馬克斯坦長度，分析了球形擴展火焰穩定性，探討了層流預混火焰的失穩機理。以氫氣、甲烷、氨氣為典型氣體燃料，在長直管道內，對氣體燃料/空氣或氧氣混合物的燃燒轉爆轟過程進行了研究。進行了CH4/O2、NH3/O2、H2/air和H2/O2四種單一氣體燃料/氧化劑混合物的燃燒轉爆轟實驗，研究了初始當量比、初始壓力對可燃氣體混合物的火焰加速及燃燒轉爆轟特性參數的影響規律，討論了管道內氣體濃度分布對燃燒轉爆轟過程以及爆轟參數的影響。在單一氣體燃料/氧化劑混合物燃燒轉爆轟研究的基礎上，探討了不同的氫氣加入量對NH3、CH4的燃燒轉爆轟過程的影響規律。項目研究成果對於豐富和完善可燃氣體燃燒轉爆轟特性提供數據支持，並為可燃氣體爆炸事故的預防與控制提供參考依據，對加氫的混合燃料燃爆特性的研究更是為清潔能源的有效利用提供參考。
