置障条件下半密闭空间油气爆炸特性实验与数值模拟

欧益宏，李润，袁广强，李国庆，王世茂

（1陆军勤务学院油料系，重庆 401311；2陆军72489部队，山东 烟台 265301）

置障条件下半密闭空间油气爆炸特性实验与数值模拟

欧益宏1，李润1，袁广强2，李国庆1，王世茂1

（1陆军勤务学院油料系，重庆 401311；2陆军72489部队，山东 烟台 265301）

针对置障条件下容积式半密闭空间内油气着火爆炸特性进行了研究，通过高速摄影等技术手段对爆炸过程中火焰形态，爆炸超压特性进行了实验，并对实验进行了大涡模拟，精确模拟了火焰与障碍物相互作用时的火焰形态，流场结构，超压特性，与实验进行了对比分析。结果表明：障碍物的存在会使火焰结构发生变化，出现半球形圆锥形毛刷形的转变，并在障碍物下游由于未燃气体的卷吸产生火焰旋涡；爆炸超压峰值的产生是燃烧速度与泄压速度相互耦合作用的结果，在油气爆炸过程中，障碍物的存在会导致燃烧速度以及泄压速度的变化，进而对超压峰值产生一定的影响。

障碍物；半密闭空间；大涡模拟；油气；湍流；混合物；实验验证

引 言

油料在生产、储存和运输过程中不可避免地挥发、泄漏形成油气，一旦产生爆炸，将会严重破坏人员生命财产安全[1-3]。以往有学者针对不同空间下油气着火爆炸特性进行了研究[4-9]，然而这些研究大多针对连续无障碍空间，对于置障条件下油气的爆炸特性研究较少。事实上，在如泵房、仓库、操作间中等油气容易聚集的半封闭空间中，常常存在各种障碍物，如油泵、装备以及各类支护设施等，当爆炸火焰传播到障碍物处，火焰会由于障碍物对气体流场和火焰的扰动引发更强烈的爆炸，对人员生命财产安全造成更大的威胁。……