封闭管道内瓦斯爆炸传播过程中障碍物形状影响效果研究

为研究封闭管道内不同形状障碍物对瓦斯爆炸的影响，运用数值模拟软件Fluent，对比分析不同形状障碍物影响下火焰传播速度、最大超压以及爆炸流场结构的变化；运用中尺度激波管道和激光纹影系统，研究封闭管道内无障碍物和矩形障碍物存在时，冲击波和火焰传播，最大超压和火焰传播速度变化情况，对数值模拟结果进行补充。研究发现，封闭管道内最大超压随传播距离的增加而增大，火焰经历“加速-减速”过程。障碍物对火焰的加速作用主要存在于障碍物附近，火焰经历“加速-减速-再加速-再减速”过程。火焰越过障碍物前受流动压缩影响产生加速，在障碍物上方受剪切层影响，火焰下侧产生湍流扰动，加速传播；火焰越过障碍物后，与障碍物下游涡旋相互作用，形成湍流火焰，加速向下游传播。薄板障碍物对火焰传播速度和最大超压的提升效果最大，其次为长方形，三角形和圆形障碍物。在障碍物附近和其下游，最大超压相较于无障碍物情况下有明显提升。