摘 要

采用入射激波模擬混氣引爆過程中體系溫度會出現(xiàn)跳躍式上升隨之向下擾動；混氣被引爆后溫度逐步提高，在溫度達到峰值時壓力隨之提高；提高初始壓力將縮短混氣引爆時間，高的初始壓力可以得到更為迅速的反應(yīng)速度和更高的爆炸壓力；空間尺寸對散熱作用的影響高于其對活性基團消毀作用的影響，小尺寸空間條件下可以獲得更迅速的爆炸升壓速度。

 摘　要：為定量研究受限空間內(nèi)天然氣爆炸反應(yīng)動力學(xué)特征，開展了3個方面的研究工作，①建立了基于激波管的天然氣爆炸過程數(shù)值分析模型；②將天然氣氣相燃燒動力學(xué)反應(yīng)分解為53種反應(yīng)組分、325種基元反應(yīng)，給出了朗金一雨貢尼關(guān)系式和正激波的壓強比、密度比和溫度比計算方法；③利用化學(xué)反應(yīng)模擬軟件CHEMKIN構(gòu)建天然氣燃燒過程機理文件，對激波誘導(dǎo)受限空間內(nèi)天然氣混氣爆炸過程進行數(shù)值模擬，討論了反應(yīng)過程、初始壓力和空間尺寸對天然氣爆炸過程的影響，并繪制了天然氣爆炸溫度、壓力變化特征曲線。結(jié)果表明：采用入射激波模擬混氣引爆過程中體系溫度會出現(xiàn)跳躍式上升隨之向下擾動；混氣被引爆后溫度逐步提高，在溫度達到峰值時壓力隨之提高；提高初始壓力將縮短混氣引爆時間，高的初始壓力可以得到更為迅速的反應(yīng)速度和更高的爆炸壓力；空間尺寸對散熱作用的影響高于其對活性基團消毀作用的影響，小尺寸空間條件下可以獲得更迅速的爆炸升壓速度。

關(guān)鍵詞：天然氣爆炸  受限空間  激波  基元反應(yīng)  可壓縮性氣體  數(shù)值分析  動力學(xué)模型

Simulation analysis of natural gas explosion within confined space

Abstract：To quantify the kinetics features of natural gas explosion in a confined space，researches were conducted on three aspects．Firstly，a numerical model based on shock wave tubes was established to analyze the process of natural gas explosion．Secondly，kinetic reactions for the combustion of natural gas were divided into 53 reaction components and 325 types of elementary reaction，and the Rankine-Hugoniot Equation，together with methods for the calculation of pressure，density and temperature ratios of normal shocks．were proposed．Thirdly，gas combustion mechanisms were determined by using the chemical reaction simulation software CHEMKIN-PRO to perform numerical simulation of natural gas mixture explosion induced by shock waves in a confined space．Moreover，impacts of reaction process，initial pressure and spatial dimensions on natural gas explosion were reviewed，and characteristic curves for changes in temperatures and pressures during natural gas explosions were generated．Research results show that the system temperatures in the explosion of natural gas mixtures induced by feeding shock waves may increase in leap accompanied by downward disturbances．Upon detonation，temperatures of gas mixtures may increase gradually．Pressures may also increase as soon as the peak temperature is reached．Increases in initial pressures may shorten the detonation time of gas mixtures．In addition，higher initial pressures may generate higher reaction speeds and explosion pressures．With cooling effects of internal walls of the shock wave tubes stronger than the destruction of active groups due to collisions，minor spatial dimensions may generate higher speeds in pressure boosting induced by such explosions．

Keywords：Natural gas explosion；Confined space；Shock wave；Elementary reaction；Compressible gas；Numerical analysis；Kinetic model

可燃性油品或氣體泄漏后在地下暗渠等受限空間內(nèi)聚集遇點火源引發(fā)爆炸是長輸管道輸送過程中主要事故模式之一。氣體或蒸氣爆炸反應(yīng)過程宏觀上受到空間尺寸、混氣濃度、溫度、壓力等因素的作用，致使爆炸壓力和溫度在時間、空間上具有較大的隨機性。由于微觀反應(yīng)過程的多元性、基元反應(yīng)的可逆性以及燃燒過程的不完全性，使得受限空間內(nèi)爆炸反應(yīng)特征研究工作主要依賴于實驗及仿真模擬等方法。在多步基元反應(yīng)的基礎(chǔ)上研究混氣狀態(tài)和環(huán)境條件對爆炸特征的影響，對更加深入掌握受限空間內(nèi)可燃氣體(蒸氣)爆炸規(guī)律具有較大的理論研究意義。

影響可燃性氣體(蒸氣)爆炸溫度、壓力變化的主要因素包括化學(xué)反應(yīng)過程和環(huán)境條件等2個方面。難點在于燃燒反應(yīng)過程的構(gòu)建，多數(shù)可燃物質(zhì)燃燒反應(yīng)過程較為復(fù)雜，一般通過多步基元反應(yīng)實現(xiàn)且每一步基元反應(yīng)在微觀上具有可逆性和不完全反應(yīng)性，表現(xiàn)為燃燒產(chǎn)物會熱分解為初始反應(yīng)物質(zhì)，不完全燃燒產(chǎn)物中含有氫、一氧化碳、甲烷等多種產(chǎn)物[1-2]。在理論模型研究及數(shù)值模擬方面，物質(zhì)燃燒過程中能量釋放速度計算的基礎(chǔ)為Arrhenius燃燒模型。王博等在研究密閉受限空間可燃氣體爆炸特性過程中采用了Arrhenius燃燒模型來計算k-e湍流模型中的源項，但假設(shè)反應(yīng)過程為單步不可逆反應(yīng)，瞬時反應(yīng)速度遵守雙分子碰撞模型[3]。在工程應(yīng)用方面，能量釋放過程計算相對簡單，通過估算可燃氣云團體積乘以烴／空氣混合物在化學(xué)計量濃度下的燃燒熱值得到可燃混氣的爆炸能量，或者通過TNT當(dāng)量法計算[4-5]。已有分析方法的局限性在于不能對燃燒反應(yīng)過程的多步性、可逆性給予很好的詮釋。實驗直接測量方法則回避了燃燒反應(yīng)過程微觀復(fù)雜性這一難點，將研究重點放在宏觀條件對爆炸后果的影響。在眾多燃燒爆炸實驗裝置中，激波管是一種廣泛用于研究爆炸沖擊波在受限空間內(nèi)部傳播規(guī)律的實驗設(shè)備[6-8]。通過激波管實驗，研究人員可以較為直觀地分析出可燃混氣狀態(tài)對爆炸特征的影響，如可燃氣體的組分、惰性氣體含量對爆炸極限范圍的影響[9]。王健等在對比了N2等惰性氣體對H2／O2混合氣體爆速實驗數(shù)據(jù)和模擬計算結(jié)果的差異，使用20個基元反應(yīng)表征氫氧混合氣體反應(yīng)過程，驗證了不同惰性氣體對可燃混氣爆炸過程阻尼性能的差異[10]。梁運濤等在模擬計算瓦斯混合氣初始壓力、溫度、組成對激波誘導(dǎo)瓦斯爆炸動力學(xué)特性的影響過程中，將瓦斯爆炸反應(yīng)過程分解為53種組分、325個反應(yīng)，得到了較為詳細的瓦斯爆炸過程影響規(guī)律[11]。張博等實驗分析了臨界起爆能量、空間尺寸等參數(shù)與氣體爆燃波特征的關(guān)聯(lián)[12]。沈偉等實驗研究了不同空間尺度下爆燃波的傳播速度、爆炸壓力變化規(guī)律，研究發(fā)現(xiàn)小尺寸空間中爆燃波速發(fā)展更為迅速、壓力峰值位置較近、壓力波易疊加為沖擊波[13]。

為了量化研究爆炸性氣體反應(yīng)動力學(xué)特征以及混氣初始條件對爆炸波特征時序變化規(guī)律，本文將以激波管內(nèi)可燃混氣爆炸實驗裝置為原型，以不同化學(xué)計量比的預(yù)混天然氣混合氣體為對象，比較不同混氣初始條件下氣體爆炸產(chǎn)物升壓(溫)以及氣體產(chǎn)物生成量的差異，采用數(shù)值模擬方法對反應(yīng)動力學(xué)歷程、初始條件對爆炸沖擊波時序特征變化影響機理進行研究。

1　模型構(gòu)建

1．1　物理模型

筆者針對激波管中天然氣－空氣預(yù)混氣體爆炸反應(yīng)過程動力學(xué)特征進行數(shù)值模擬。激波管廣泛用于受限空間氣相爆炸過程研究，激波由弱壓縮波在傳播過程中疊加形成的使介質(zhì)狀態(tài)參數(shù)突躍變化的強壓縮波[14-15]。激波管分為惰性高壓傳動氣體區(qū)、低壓反應(yīng)氣體區(qū)2部分，中間由金屬薄膜或其他材料的膜隔開。當(dāng)薄膜破裂后，膨脹高壓氣體以1～10馬赫(1Ma約相當(dāng)于340.3m／s)的速度向低壓區(qū)傳播，低壓區(qū)氣體被絕熱壓縮，在波陣面上產(chǎn)生高溫，當(dāng)溫度、壓力達到一定閾值時燃燒反應(yīng)隨之發(fā)生。激波管內(nèi)氣體區(qū)域劃分如圖1所示[16]。圖1中入射激波前部未受擾動的低壓試驗氣體區(qū)稱為①區(qū)，入射激波后部對應(yīng)②區(qū)；隨著激波向右側(cè)試驗氣體移動，同時產(chǎn)生稀疏波以聲速向左側(cè)高壓氣體區(qū)移動，左行稀疏波后部區(qū)域?qū)?yīng)③區(qū)，前部對應(yīng)④區(qū)；高壓驅(qū)動氣體與低壓試驗氣體之間的交界面，稱為接觸面；右行入射激波到達右側(cè)端面后將產(chǎn)生反射激波，反射激波后部區(qū)域稱為⑤區(qū)。各區(qū)內(nèi)部氣體壓力、溫度分別為pi和Ti，i對應(yīng)區(qū)域編號，如①區(qū)未受擾動的低壓試驗氣體的初始壓力、溫度分別為pi和Ti。

 

1．2　化學(xué)反應(yīng)模型

天然氣化學(xué)組成及理化特性兇地而異，主要成分是甲烷，可能還含有少量乙烷、丁烷、戊烷、二氧化碳、一氧化碳、硫化氫等。天然氣實際燃燒反應(yīng)由許多相繼發(fā)生或平行發(fā)生的基元反應(yīng)構(gòu)成。根據(jù)勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室化學(xué)動力學(xué)數(shù)據(jù)，構(gòu)建的天然氣氣相燃燒動力學(xué)反應(yīng)包含Ar、C、H、O和N等5個元素、53種反應(yīng)組分、325種基元反應(yīng)。表1列出了其中部分基元反應(yīng)的反應(yīng)式和指前因子Ai，溫度指數(shù)bi和反應(yīng)活化能Ei。

 

1．3　受限空間內(nèi)可燃混氣爆炸模型

受限空間內(nèi)天然氣混氣爆炸壓力、溫度、密度等狀態(tài)參數(shù)均發(fā)生較大變化，在計算過程中應(yīng)充分考慮可燃混氣的可壓縮性和高溫下氣體熱力學(xué)性質(zhì)。采用入射激波模型模擬一維受限空間內(nèi)可燃氣體爆燃過程符合朗金－雨貢尼關(guān)系式，揭示了激波前后氣流參數(shù)的變化關(guān)系，即壓強比、密度比、溫度比之間的關(guān)聯(lián)[17-19]。在模擬過程中一般忽略激波厚度，設(shè)激波前后的氣體狀態(tài)分別為區(qū)域①和區(qū)域②，可得到激波前后的氣體狀態(tài)連續(xù)方程、動量方程和能量方程。

連續(xù)方程：

us(r1-r2)=r2u2-r1u1 　　　     (1)

動量方程：

us(r2u2-r1u1)=(r 2u22+p2)-(r1u12-p1)       (2)

能量方程：

us(r2E2-r1E1)=[r2u2(e2+1/2u22+p2/r2)]-[r1u1(e1+1/2u12+p1/r1)]　　　(3)

其中

 

式中us為激波波速，m／s，c1為在區(qū)域①內(nèi)的聲速[20-21]；r為激波區(qū)域流體的質(zhì)量密度，kg／m3；u為氣體速度，m／s；p為激波前后區(qū)域流體壓強，Pa；E為單位質(zhì)量流體的總能量，為流體內(nèi)能e、動能0.5u2和靜壓能p／r之和，J／kg。下標(biāo)1、2分別對應(yīng)激波前后區(qū)域號。

朗金－雨貢尼關(guān)系式給出了激波的壓強比與密度比和溫度比之間的關(guān)聯(lián)，推導(dǎo)得到正激波計算公式。即

 

式中g為流體絕熱指數(shù)，對于可壓縮過程該指數(shù)與溫度有關(guān)；Ma1為來流馬赫數(shù)；T為氣體溫度，K；由上述3式可以看出激波過程為一壓縮過程，氣流經(jīng)過激波后壓強、溫度和密度均有所增大。

2　模擬氣體及條件設(shè)置

2．1　模擬樣本混氣

我國陸上開采天然氣中含一定量的可燃氣體組分(主要為H2S、H2、CO)和惰性氣體組分(CO2和N2)，這些氣體均會對天然氣爆炸特征產(chǎn)生影響[9，22-23]。為了研究不同氣體組成和初始溫度、壓力對天然氣爆炸過程的影響，本文采用的模擬實驗天然氣混氣初始組成如表2所示。

 

2．2　模擬裝置與初始條件

采用化學(xué)動力學(xué)計算軟件CHEMKIN-PRO中的垂直入射激波模型對激波誘導(dǎo)天然氣爆炸反應(yīng)動力學(xué)特性進行模擬計算[16]。激波管內(nèi)天然氣混合氣初始條件為：混氣初始壓力為0.6kPa，初始溫度為25℃，激波管內(nèi)徑為10cm。

3　模擬結(jié)果與分析

3．1　氣相爆炸動力學(xué)過程分析

采用入射激波代替點火裝置引燃激波管內(nèi)(直徑10cm、初始壓力0.6kPa、溫度298K條件下)天然氣混氣在20ms時間段內(nèi)管內(nèi)壓力、溫度變化過程如圖2所示。從圖2-a可以看出，由于采用了入射激波代替點火源，在入射激波到達混氣區(qū)域時混氣溫度出現(xiàn)跳躍式提升瞬間溫度超過3100K。然后溫度出現(xiàn)一個向下擾動過程，原因在于根據(jù)熱爆炸理論此時系統(tǒng)內(nèi)反應(yīng)熱生成速度小于向外界環(huán)境散熱速度。隨著氣體反應(yīng)速度不斷提高，當(dāng)時間到達約1.4ms時系統(tǒng)溫度開始快速升高，此時混氣被引爆且反應(yīng)處于不斷加速的過程。該過程一直持續(xù)至約4.4ms，對應(yīng)溫度最大值3221K。當(dāng)?shù)竭_溫度峰值時混氣內(nèi)甲烷等可燃氣體摩爾數(shù)已接近零，且氣相反應(yīng)凈熱釋放速度已通過峰值(發(fā)生在約3ms，對應(yīng)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)活性基團凈牛成速度最大)，并保持基本穩(wěn)定。此后，溫度逐漸趨于穩(wěn)定并達到一定值。

 

圖2-b給出了混氣爆炸壓力的變化過程。可以看出，在反應(yīng)初期由于受到入射激波的沖擊壓力瞬間拉高，隨之受到燃燒反應(yīng)過程的影響壓力又有所降低。當(dāng)混氣溫度達到峰值時，爆炸壓力隨之開始逐步提升，在這一過程中氣相反應(yīng)凈熱釋放速度基本穩(wěn)定。在溫度達到峰值、壓力開始上升的時刻(約4.4ms)，激波管內(nèi)激波速度也達到峰值，約406m／s，隨之逐漸下降。

3．2　初始壓力對天然氣爆炸特性影響分析

受限空間內(nèi)可燃氣體泄漏后，環(huán)境壓力會存在一定的差異。圖3-a給出了不同初始壓力對激波管內(nèi)混氣溫度變化過程的影響。隨著初始壓力提高混氣爆炸發(fā)生時刻逐漸提前，分別為1.4ms、1.0ms、0.8ms。原因在于一方面高壓條件下氣相反應(yīng)速度較快、熱釋放速度提高，另一方面混氣熱傳導(dǎo)性能降低導(dǎo)致熱損失減小，從而使爆炸反應(yīng)更加容易進行。在不同初始壓力條件下混氣引爆后的溫度峰值基本一致，但達到峰值所用時間存在差異。當(dāng)初始壓力為1.0kPa時，達到溫度峰值所需時間約為2.8ms；而初始壓力為0.8kPa時，達到溫度峰值所需時間約為3.4ms；初始壓力為0.6kPa時，達到溫度峰值所需時間約為4.4ms。計算結(jié)果表明，提高初始壓力使反應(yīng)速度加速、升壓速度提高，會更迅速達到峰值溫度。此后，在不同壓力條件下混氣溫度下降速度基本一致。

 

圖3-b反映了不同初始壓力條件下激波管內(nèi)混氣爆炸壓力變化過程。如圖所示，隨著初始壓力提高混氣爆炸壓力也在提高。當(dāng)初始壓力為0.6kPa時，混氣爆炸壓力約為47kPa；初始壓力為0.8kPa時，混氣爆炸壓力約為62kPa；初始壓力為1.0kPa時，混氣爆炸壓力約為78kPa。通過以上2方面分析可知，引爆時間和爆炸壓力均受到混氣初始壓力影響較大，在高壓條件下更加容易引發(fā)災(zāi)難性爆炸事故。

3．3　空間尺寸對天然氣爆炸特性分析

事故表明，可燃氣體泄漏空間尺寸存在較大的隨機性。鏈?zhǔn)椒磻?yīng)理論認(rèn)為，鏈反應(yīng)中生成的活性基團在擴散過程中會因與壁面碰撞而消亡，活性基團銷毀速度取決于鏈的有效碰撞數(shù)，因此爆炸反應(yīng)過程與空間形狀、尺寸有較大關(guān)聯(lián)。圖4給出了不同激波管內(nèi)徑在初始溫度298K、0.6kPa初始壓力條件下，對爆炸溫度、壓力變化的影響。本文采用3種管徑進行計算比較，管徑之比約為1：5：10，在激波管長度相等的情況下激波管內(nèi)表面積之比約為1：25：100。管內(nèi)壁對爆炸鏈?zhǔn)椒磻?yīng)過程的影響主要體現(xiàn)在兩個方面，包括對活性基團的銷毀速度和體系向環(huán)境散熱速度的影響。

 

圖4-a表明，管徑為10cm的激波管爆溫明顯高于另外兩個激波管的爆溫。原因在于，10cm管徑激波管的表面積遠小于另外兩個(內(nèi)表面積之比分別為1：25和1：100，而后兩個的內(nèi)表面積之比僅為1：4)，因散熱面積較小致使散熱速度明顯低于其他兩個；另一方面，10cm管徑激波管的空間較小實際上增加了活性基團與器壁之間的碰撞概率，導(dǎo)致單位而積銷毀速度要大于后兩者。綜合比較兩方面的作用可知，激波管空間尺寸對體系向外界散熱作用的影響要高于活性基團銷毀作用的影響。因此空間尺寸相對較小的激波管其爆炸溫度相對較高。

圖4-b給出了不同管徑條件下激波管內(nèi)混氣爆炸壓力變化過程。10cm管徑激波管由于其爆炸溫度較高其爆炸壓力上升較快，這一點充分說明相對較小的爆炸空間可以獲得更加迅速的爆炸升壓速度，爆炸溫度是影響爆炸壓力的最直接因素。而55cm和100cm管徑的激波管由于兩者爆炸溫度歷程基本相同，因此影響其升壓過程的主要因素轉(zhuǎn)換為卒間尺寸。由于激波產(chǎn)生是由多個壓縮波疊加形成，尺寸較大的激波管可以為激波產(chǎn)生提供更加有利的發(fā)展空間，使后面的壓縮波有可能趕上前面的壓縮波，較容易達到高的爆炸壓力。當(dāng)激波的強壓縮作用使激波管內(nèi)混氣著火，經(jīng)一段可用的時間和空間后火焰?zhèn)鞑ヅc激波導(dǎo)致燃燒過程重合時，便產(chǎn)生了爆轟。

4　結(jié)論

基于化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)基本方法，采用入射激波模型對受限空間內(nèi)天然氣爆炸過程反應(yīng)動力學(xué)特征進行了研究，分別討論了天然氣在空氣中燃燒化學(xué)反應(yīng)過程、混氣初始壓力、空間尺寸等因素對爆炸過程的影響，研究得到以下結(jié)淪：

1)受限空間內(nèi)天然氣爆炸反應(yīng)過程是由多步基元反應(yīng)構(gòu)成，在微觀上具有反應(yīng)歷程多元性、基元反應(yīng)可逆性以及燃燒不完全性等特點。

2)可燃混氣燃燒過程隨溫度、壓力的增加可以轉(zhuǎn)換為爆轟過程，爆轟產(chǎn)生過程是一個典型的激波傳播過程，當(dāng)火焰?zhèn)鞑ヅc激波導(dǎo)致燃燒過程重合時，便產(chǎn)生了爆轟。

3)用入射激波點燃混氣時，體系溫度會首先出現(xiàn)跳躍式上升，然后由于反應(yīng)熱生成速度小于散熱速度系統(tǒng)溫度會出現(xiàn)向下擾動。當(dāng)混氣被引爆后，溫度、壓力將上升并趨于穩(wěn)定，在溫度達到峰值時壓力隨之提高。氣相反應(yīng)凈熱釋放速度峰值出現(xiàn)在溫度峰值之前，達至溫度峰值時混氣內(nèi)可燃組分基本消耗殆盡。

4)提高初始壓力會縮短町燃混氣引爆時間，但爆炸溫度峰值基本相同，高的初始壓力對反應(yīng)速度有加速作用，會導(dǎo)致更高的爆炸壓力。

5)空間尺寸對散熱作用的影響高于其對活性基團銷毀作用的影響，爆炸溫度直接影響著爆炸壓力的大小，小空間可以獲得更迅速的爆炸升壓速度。

 

參考文獻

[1]韓德剛，高盤良．化學(xué)動力學(xué)基礎(chǔ)[M]．北京：北京大學(xué)出版社，1987．

Han Degan9，Gao Panlian9．Chemical kinetics foundation[M]．Beijing：Peking University Press，1987：107-113．

[2]張松壽，童正明，周文鑄．工程燃燒學(xué)[M]．北京：中國計量出版社，2008．

Zhang Songshou，Tong Zhengming，Zhou Wenzhu．Combustion engineering[M]．Beijing：China Metrology Publishing House，2008．

[3]王博，陳思維．密閉受限空間可燃氣體爆炸特性數(shù)值模擬研究[J]．工業(yè)安全與環(huán)保，2008，34(2)：28-30．

Wang Bo，Chen Siwei．Numerical simulation of explosive characteristics of flammable gas in closed restricted space[J]．Industrial Safety and Environmental Protection，2008，34(2)：28-30．

[4]曾岳梅．TNO多能法在某LNG罐區(qū)蒸氣云爆炸的應(yīng)用[J]．石油化工安全環(huán)保技術(shù)，2013，29(6)：7-9．

Zeng Yuemei．The application of TNO muhi energy method in VCE of certain LNG tank area[J]．Petrochemical Safety and Environmental Protection Technology，2013，29(6)：7-9．

[5]張網(wǎng)，呂東，王婕．蒸氣云爆炸后果預(yù)測模型的比較研究[J]．工業(yè)安全與環(huán)保，2010，36(4)：48-49．

Zhang Wang，Lv Dong，Wang Jie．Comparison of vapor cloud explosion(VCE)consequences prediction models[J]．Industrial Safety and Environmental Protection，2010，36(4)：48-49．

[6]吳松林，杜揚，李國慶，梁建軍．基于激波管的油氣爆炸實驗和數(shù)據(jù)分析[J]．中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2014，1O(2)：5-10．

Wu Songlin，Du Yang，Li Guoqing，Liang Jianjun．Explosion experiment and data analysis of gasoline-air mixture based on shock tube[J]．Journal of Safety Science and Technology，2014，10(2)：5-10．

[7]杜水友，裘國紅，符傳偉．激波管階躍壓力持續(xù)時間研究[J]．中國計量學(xué)院學(xué)報，1996，12(1)：51-56．

Du Shuiyou，Qiu Guohong，Fu Chuanwei．The study on the step pressure interval time of the shock tube[J]．Journal of  China Institute of Metrology，1996，12(1)：51-56．

[8]王建，段吉員，趙繼波，譚多望．可燃氣體混合物燃燒轉(zhuǎn)爆轟判據(jù)劉比分析[J]．高壓物理學(xué)報，2013，27(3)：385-390．

Wang Jian，Duan Jiyuan，Zhao Jibo，Tan Duowang．Analysis of the onset of detonation in the DDT process for combustible mixture[J]．Chinese Journal of High Pressure Physics，2013，27(3)：385-390．

[9]任韶然，李海奎，李磊兵，張亮，于芳．惰性及特種可燃氣體對甲烷爆炸特性的影響實驗及分析[J]．天然氣工業(yè)，2013，33(10)：110-115．

Ren Shaoran，Li Haikui，Li Leibing．Zhang Liang．Wang Fang．An experimental study of effects of inert and special flammable gases on methane’s explosion characteristics[J]．Natural Gas Industry，2013，33(10)：110-115．

[10]王建，段吉員，趙繼波，黃文斌．惰性氣體對可燃氣體爆炸反應(yīng)進程的阻尼效應(yīng)研究[J]．工業(yè)安全與環(huán)保，2011，37(7)：39-41．

Wang Jian，Duan Jiyuan，Zhao Jiho，Huang Wenbin．Damping effect of the inert gas on the explosion reaction in combustible mixture[J]．Industrial Safety and Environ mental Protection，2011，37(7)：39-41．

[11]梁運濤，曾文．激波誘導(dǎo)瓦斯爆炸的動力學(xué)特性及影響因素[J]．爆炸與沖擊，2010，30(4)：370-376．

Liang Yuntao，Zeng Wen．Kinetic characteristics and influencing factors of gas explosion induced by shock wave[J]．Explosion and Shock Waves，2010，30(4)：370-376．

[12]張博，白春華．C2H2-O2-Ar混合氣體爆轟特征參數(shù)研究[J]．高壓物理學(xué)報，2013，27(2)：287-291．

Zhang Bo，Bai Chunhua．Investigation on the characteristic detonation parameters of C2H2-O2-Ar mixtures[J]．Chinese Journal of High Pressure Physics，2013，27(2)：287-291．

[13]沈偉，杜揚．受限空間尺度對可燃氣體爆燃波發(fā)展過程的影響[J]．實驗力學(xué)，2006，21(2)：122-128．

Shen Wei，Du Yang．Effect of scale on deflagration of fuelair mixture in confined space[J]．Journal of Experimental Mechanics，2006，2l(2)：122-128．

[14]陳漢林，杜揚，韓宇澄．狹長密閉空間中油氣爆炸的實驗研究[J]．中國儲運，2011(3)：100-101．

Chen Hanlin，Du Yang，Han Yucheng．Experimental study of oil and gas explosion in narrow confined space[J]．China Storage&Transport，2011(3)：100-101．

[15]俞鴻儒．氫氧燃燒及爆轟驅(qū)動激波管[J]．力學(xué)學(xué)報，1999，31(4)：389-397．

Yu Hongru．Oxy hydrogen combustion and detonation driven shock tube[J]．Aeta Mechanica Sinica，1999，31(4)：389-397．

[16]Chemkin-Pro Software：Theory Manual[M]．San Diego：Reaction Design Co．，2008．

[17]Hori M，Matsunaga N，Marinov N，William P，Charles W．Merle H，et al．An experimental and kinetic calculation of the promotion effect of hydrocarbons on the NO-NO2 conversion in a flow reactor[J]．Symposium(International)on Combustion，1998，27(1)：389-396．

[18]Rankine WJM．On the thermodynamic theory of waves of finite longitudinal disturbance[J]．Philosophical Transactions of the Royal Society of London，1870，160：277-288．

[19]Salas MD．The curious events leading to the theory of shock waves[J]．Shock Waves，2007，l6(6)：477-487．

[20]Laney CB．Computational gas dynamics[M]．Cambridge：Cambridge University Press，1998．

[2l]LeVeque RJ．Finite volume methods for hyperbolic problems[M]．Cambridge：Cambridge University Press，2002．

[22]趙賢正，趙政璋，李景明，李東旭．中國陸上天然氣資源的特征及發(fā)展策略[J]．石油學(xué)報，2004，25(5)：1-5．

Zhao Xianzheng，Zhao Zhengzhang，Li Jingming，Li Dongxu．Characteristics and development strategy of on shore natural gas resources in China[J]．Acta Petrolei Sinica，2004，25(5)：1-5．

[23]張應(yīng)安，劉振翼，王峰，錢新明，張德平，黃平．含CO2天然氣燃燒爆炸特性實驗研究[J]．天然氣工業(yè)，2009，29(6)：110-112．

Zhang Ying’an，Liu Zhenyi，Wang Feng，qian Xiuming，Zhang Deping，Huang Ping．Experimental studies on fire and explosion characteristics of natural gas with carbon dioxide[J]．Natural Gas Industry，2009，29(6)：110-112．

 

 

 

 

本文作者：左哲  姚志強  高進東  馬世海  石杰紅

作者單位：中國安全生產(chǎn)科學(xué)研究院安全評價中心