氢气/碳氢燃料/空气混合物燃烧爆炸特性研究

Taking methane, pentane and gasoline as typical fuels, the processes of ignition, flame instability, combustion induced explosion and their critical conditions of hydrogen/hydrocarbon fuel/air mixtures will be studied.The inflences of hydrogen addition on the characteristics of ignition, combustion and explosion, flame propagation stability of hydrocarbon fuel/air mixtures and their mechanism will be studied. The structure and histories of energy resease of a static electric spark generation device will be studied and the method to determine the critical ignition parameters based on ignition probability of hydrogen/hydrocarbon fuel/air mixtures will be obtained. And the influences of composition of hydrogen/hydrocarbon fuel,fuel concentration, pressure and temperature on the minimum ignition energy of hydrogen/hydrocarbon fuel/air mixtures and the mechanism will be studied. The critical combustion and explosion concentration based on the pobability of combustion and explosion of hydrogen/hydrocarbon fuel/air mixtures will be determined by studying the inflence of fuel concentration on the characteristics of combustion and explosion of fuel/air mixtures. The influence of the composition of hydrogen/hydrocarbon fuel,pressure and temperature on the critical concentration of combustion and explosion of hydrogen/hydrocarbon fuel/air mixtures and the mechanism will be explored. The stability of flame prapagation and its critical pamrameters of hydrogen/hydrocarbon fuel/air mixtures will be studied. And the inflence of fuel composition, fuel concentratiuon, pressure and temperature on the propagation stbability of hydrogen/hydrocarbon fuel/air mixtures and its mechanism will be studied.

以甲烷、戊烷、汽油为典型气、液两相碳氢燃料，研究氢气/碳氢燃料/空气混合物点火、火焰失稳、燃烧爆炸等过程及其临界条件，探索氢气的加入对碳氢燃料/空气混合物点火、火焰传播稳定性及其爆炸特性的影响规律和机理。研究静电点火装置能量输出结构和释放规律，得到基于概率信息的氢气/碳氢燃料/空气混合物临界点火源参数确定方法，探索最小点火能随氢气/碳氢燃料构成比例、燃料浓度、环境温度、压力的变化规律和机理；研究氢气/碳氢燃料/空气混合物点火燃烧爆炸特性随燃料浓度的变化规律，得到基于概率信息的氢气/碳氢燃料/空气混合物燃烧爆炸极限浓度，探索氢气/碳氢燃料构成比例、环境温度、压力对氢气/碳氢燃料/空气混合物燃烧爆炸极限浓度的影响规律和机理；研究氢气/碳氢燃料/空气混合物火焰传播稳定性及其临界参数，探索氢气/碳氢燃料构成比例、燃料浓度、环境温度、压力对氢气/碳氢燃料/空气混合物火焰传播稳定性的影响规律和机理。

根据点火实际需求设计了静电点火装置，利用放电特性测试平台对点火装置电火花放电特性和能量释放规律进行了研究。.利用爆炸测试平台和近场压力实验系统，研究了电火花诱导爆炸波的形成与传播过程，给出了爆炸波能量的计算方法，实现了点火装置大能量点火档位有效爆炸波能的准确计算，解决了大能量电火花爆轰直接起爆过程中有效起爆能的确定问题。.建立了可燃气体燃烧传播过程测试系统，得到了预混气体层流燃烧速度和马克斯坦长度。实验研究了丙烷、氢气、氨气单一燃料/空气（氧气）混合物小能量点火条件下的火焰传播特性，并首次开展氢气/氨气复合燃料燃烧特性研究，获得了多组分预混气体的层流燃烧速度。利用纹影系统观测到的预混火焰表面特性和实测获得的马克斯坦长度，分析了球形扩展火焰稳定性，探讨了层流预混火焰的失稳机理。.以氢气、甲烷、氨气为典型气体燃料，在长直管道内，对气体燃料/空气或氧气混合物的燃烧转爆轰过程进行了研究。.进行了CH4/O2、NH3/O2、H2/air和H2/O2四种单一气体燃料/氧化剂混合物的燃烧转爆轰实验，研究了初始当量比、初始压力对可燃气体混合物的火焰加速及燃烧转爆轰特性参数的影响规律，讨论了管道内气体浓度分布对燃烧转爆轰过程以及爆轰参数的影响。.在单一气体燃料/氧化剂混合物燃烧转爆轰研究的基础上，探讨了不同的氢气加入量对NH3、CH4的燃烧转爆轰过程的影响规律。.项目研究成果对于丰富和完善可燃气体燃烧转爆轰特性提供数据支持，并为可燃气体爆炸事故的预防与控制提供参考依据，对加氢的混合燃料燃爆特性的研究更是为清洁能源的有效利用提供参考。