"碳达峰与碳中和驱动下基于深度学习的矿井逃逸甲烷(VAM)预测模型研究"

本研究通过16.2L透明立方体密闭舱系统探究正庚烷(n-heptane)气溶胶在低压环境(70-100kPa)下的爆炸特性，揭示当量比(φ=0.94-1.87)与初始压力(P0)对最大爆炸压力(Pmax)、压力上升速率(dP/dt)max及火焰传播速度的影响规律，结合化学动力学分析绝热火焰温度与关键基元反应敏感性，为高原等低压环境下液态燃料安全使用提供工程指导。

　　

Highlight

火焰形态

液体爆燃是涉及雾化、汽化、混合和火焰稳定等多过程耦合的复杂现象。图5展示了常压下不同当量比(φ)时正庚烷(n-heptane)气溶胶爆炸的火焰传播过程。爆炸初期火焰亮度较低，当φ=1.24时呈现浅蓝色火焰；随着燃料浓度增加，火焰逐渐转为蓝绿色，最终演变为亮黄白色火舌。

结论

本研究通过封闭舱内低压环境下正庚烷气溶胶爆炸的超压与火焰发展分析，结合化学动力学计算绝热火焰温度，得出以下关键结论：

1. 1.

   提升燃料浓度和降低初始压力(P₀)均会减少氧气浓度，显著抑制爆炸强度。在φ=1.24时观测到峰值爆炸压力(P_max=1.15MPa)和压力上升速率((dP/dt)_max=53.8MPa/s)，火焰传播速度达22m/s。

2. 2.

   低压环境会线性降低P_max和(dP/dt)_max，贫燃条件下爆炸时间对压力变化更敏感。

3. 3.

   化学动力学显示绝热火焰温度变化趋势与P_max一致，关键基元反应敏感性主要受当量比调控，初始压力影响较小。