• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
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祁婧, 高伟, 洪雨, 张田娇, 李艳超. 狭长管道长径比对氢气爆炸的影响[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2025-0406
引用本文: 祁婧, 高伟, 洪雨, 张田娇, 李艳超. 狭长管道长径比对氢气爆炸的影响[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2025-0406
QI Jing, GAO Wei, HONG Yu, ZHANG Tianjiao, LI Yanchao. Effects of length-to-diameter ratio on hydrogen explosion in a narrow pipeline[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2025-0406
Citation: QI Jing, GAO Wei, HONG Yu, ZHANG Tianjiao, LI Yanchao. Effects of length-to-diameter ratio on hydrogen explosion in a narrow pipeline[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2025-0406

狭长管道长径比对氢气爆炸的影响

doi: 10.11883/bzycj-2025-0406
基金项目: 氢气爆炸超压和湍流火焰加速传播的耦合机制研究(52274178);李艳超

Effects of length-to-diameter ratio on hydrogen explosion in a narrow pipeline

  • 摘要: 为了探明狭长管道长径比对氢气爆炸的影响效应,采用实验和三维数值模拟相结合的方法,研究了当量比与长径比对氢气爆炸超压、火焰传播速度和火焰结构的影响规律,提出了狭长管道氢气最大爆炸升压速率的区间预测理论模型。研究结果表明,火焰加速次数与管道长径比成正比,火焰传播速度高度依赖火焰形态演变过程。当火焰锋面向外凸出时火焰传播速度增大,向内凹陷时火焰传播速度减小。氢气爆炸的过程中会产生快于火焰传播的压力波,压力波在管道内部不断反射并与火焰前锋叠加从而改变火焰结构,造成压力曲线的高频振荡。高长径比下,管道两端产生的爆炸超压峰值大于管道中间产生的爆炸超压峰值。爆炸超压峰值和压力振荡幅度随着管道长径比的增加均呈现出下降趋势。爆炸超压峰值的理论值不受管道长径比的影响,在化学计量比时达到最大。但在实验中存在热量损失,且高长径比下的热量损失更大,从而导致了爆炸超压峰值的减小。另外,实验测量的最大升压速率处于区间预测理论模型范围内。说明了狭长管道内的氢气爆炸不是单一的层流或者湍流过程,而是介于两者之间的复杂过程。
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出版历程
  • 收稿日期:  2025-12-15
  • 网络出版日期:  2026-02-09

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