稀薄煤焦颗粒悬浮液对传播中甲烷爆轰波的影响
流体动力学
2022-08-02 v1
摘要
甲烷/煤尘混合爆炸是流程和采矿工业中常见的危害之一。本研究基于欧拉-拉格朗日方法研究甲烷在稀薄煤焦颗粒悬浮液中的爆轰传播。重点考察煤焦燃烧对甲烷爆轰动力学的影响。结果表明，甲烷爆轰波在煤颗粒悬浮液中的传播受颗粒浓度和尺寸显著影响。当煤颗粒尺寸小且浓度高时，发生爆轰熄灭。平均前导激波速度通常随颗粒浓度增加而减小、随颗粒尺寸减小而减小。基于气相与颗粒量分析了混合爆轰的平均结构和相间耦合。发现煤焦燃烧在爆轰波后亚声速区进行，且相比于气相反应放热相对分散。在感应区反应锋附近，质量和能量传递速率迅速增至最大。此外，对于 1 {\mu}m 颗粒，若颗粒浓度超过某一阈值，爆轰在煤尘悬浮液起始处被淬灭后会发生再起爆。这由脱耦爆轰中沿反应锋的激波聚焦所产生的热点引起，而这些激波来自前导激波后煤焦燃烧。
引用
@article{arxiv.2208.00370,
title = {Effects of dilute coal char particle suspensions on propagating methane detonation wave},
author = {Jingtai Shi and Pikai Zhang and Yong Xu and Wanxing Ren and Huangwei Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.00370},
year = {2022}
}
备注
arXiv admin note: substantial text overlap with arXiv:2202.02735