复杂多孔结构对丙烷爆炸的影响_乔征龙.pdf

文章编号:1009-6094(2023)07-2304-08复杂多孔结构对丙烷爆炸的影响*乔征龙1，2，马恒1，2，邓立军1，2(1 辽宁工程技术大学安全科学与工程学院，辽宁阜新 123000;2 矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室，辽宁阜新 123000)摘要:为了揭示复杂多孔障碍物对丙烷/空气爆炸动力学参数的影响，采用小尺寸爆炸管道，运用高速摄像技术和数据采集手段，分析不同试验条件下火焰穿越复杂多孔障碍物前后的形态及管内压力变化。结果表明:受复杂多孔障碍物的影响，爆炸火焰穿过障碍物时，会触发 ichtmyer Meshkov不稳定性，火焰失稳，形态复杂;随着障碍物阻塞率的增加，爆炸火焰到达障碍物所在位置的时间减小;复杂多孔障碍物对爆炸火焰有明显的激励作用，火焰传播速度随障碍物阻塞率的增加而增加;在所有试验中，火焰传播速度均在 0.4 0.5 m 的管段攀升至最大;障碍物阻塞率增加，管道出口端的最大爆炸压力增加，达到最大爆炸压力所需的时间增加，爆燃指数随障碍物上圆孔的间距增加而增加。关键词:安全工程;复杂多孔障碍物;阻塞率;丙烷;爆炸中图分类号:X932文献标志码:ADOI:10.13637/j issn 1009-6094.2022.0430*收稿日期:2022 03 21作者简介:乔征龙，博士研究生，从事可燃气体爆炸及阻爆抑爆等研究，1173839997 qq com;马恒(通信作者)，教授，博士生导师，从事矿井通风安全研究，。基金项目:国家自然科学基金项目(51904143)0引言丙烷是一种应用广泛的能源，是液化石油气的重要组成部分。丙烷通常被用作焊接、电力系统和工业燃料1。由于生产工艺、运输和使用不当，容易发生丙烷的泄露和爆炸事故2。与此同时，生产和运输过程中所使用的设备，壁面不平整可视为障碍物，对爆炸火焰的传播产生影响。研究表明，障碍物的存在将促进爆炸火焰的加速，加剧爆炸超压的上升3 6。因此，需要深入研究障碍物与爆炸火焰的相互作用。障碍物对爆炸火焰传播的影响很早就引起了研究人员的关注。1926 年，Chapman 等7 首次报道了障碍物会加速管道内火焰的传播，为障碍物促爆机理的研究奠定了基础。1999 年，Fairweather 等8 研究了容器内障碍物对火焰位置、形态和超压的影响，最先指出障碍物的存在会影增强火焰的传播速度和容器内的超压。此后，研究人员对障碍物促进爆炸的机理及相关参数(如障碍物形 状9 12、阻 塞率13 15、位置16、数量17 18 及间距19 等)的影响进行了大量研究。目前，有一些关于障碍物影响火焰传播的研究报告，包括试验研究和模拟研究。Dobashi20、Masri等21、Ibrahim 等22 定性分析了不同结构障碍物对爆燃压力的影响，发现平板障碍物会导致最高超压，圆柱体障碍物会导致最低超压。2013 年，Johansen等23 研究不同障碍物间距对火焰传播的影响，指出障碍物间距与阻塞比的比值为 5 时，火焰传播速度最大。2018 年，Li 等24 研究障碍物阻塞率对爆炸超压的影响，发现随着阻塞率的增加，爆炸超压先增加后减小。2008 年，Park 等25 利用 NFPA 方程、Molkov 方程和 Yao 方程检验内部存在障碍的腔体峰值压力，指出 NFPA 方程计算值最大，Molkov 方程和Yao 方程的结果与试验结果接近，并推导出一个新的经验公式。2020 年，Han 等26 研究障碍物位置对封闭管道内爆炸火焰加速和超压变化的耦合效应，发现障碍物向后移动会影响火焰的最大传播速度和最大超压。2005 年，Ning 等27 研究孔板障碍物对火焰加速机理及爆炸超压的影响，指出障碍物诱导湍流在火焰传播过程中能够持续加速火焰的传播，增强爆炸超压。2016 年，Li 等28 研究柔性/刚性障碍物在不同等效比下对火焰前沿演化的影响，发现火焰前方气流推动柔性障碍物倾斜，增加了剪切层和涡流，影响了火焰的形态。2021 年，Li 等29 研究障碍物位置和汽油蒸汽浓度对汽油 空气燃料爆炸的影响，指出超压与火焰传播之间存在耦合关系。2021 年，Qin 等30 研究障碍物对氢气/空气预混气体爆炸火焰的影响，发现障碍物的数量越多，形成的ayleigh-Taylor 不稳定性和 Kelvin-Helmholtz 不稳定性越强，火焰拉升越明显，火焰传播的湍流强度越大。2016 年，L 等31 研究障碍物位置和当量比对氢气/空气爆炸超压的影响，指出爆炸的超压与火焰结构密切相关，超压的最大值取决于管道内火焰的最大表面积。2021 年，Luo 等32 研究障碍物对LPG/空气混合物爆燃的影响，发现障碍物诱导未燃气体流场结构，增加了火焰前锋的褶皱程度，显著提高了火焰传播速度。2019 年，Wang 等33 研究定容容器内多孔障碍物对预混气体爆炸特性的影响，指出了多孔障碍物的存在会缩短爆炸时间，障碍物间4032第 23 卷第 7 期2023 年 7 月安全 与 环 境 学 报Journal of Safety and EnvironmentVol 23No 7Jul，2023距增加会降低最大爆炸压力。2020 年，温小萍等34 利用陶瓷棒自行构建试验平台，对 9.5%的甲烷/空气预混气体进行试验研究，最先提出了一维多孔介质与细水雾协同的抑爆模型。为了得到障碍物圆孔间距的变化对爆炸火焰形态、火焰传播速度、燃烧时间及超压等参数的影响，本文采用小尺寸长直管道进行丙烷 空气预混气体的爆炸试验，在管道中央设置不同阻塞率(孔数)的障碍物，通过高速摄像机和压力传感器记录管道内部火焰变化和管道出口端的压力变化，为液化石油气行业的防灾减灾提供指导。1试验系统及方法1.1试验系统为了确定单一多孔障碍物对丙烷/空气爆炸的影响，在图 1 的试验系统中进行试验。该系统由爆炸反应管道、压力数据采集系统、高数摄像机、真空泵、和远程点火系统组成。爆炸管道总长度为 0.5m，包括 2 个圆柱体管道，材料为石英，能承受 2.0MPa 的内压。管道出口端用聚乙烯膜封堵，该膜能承受最大冲击力为 37.5 kPa。数据采集系统由一个压力传感器(中国 SOKYO 制造，可以测量 0 2.0MPa 的动态压力，安装在管道出口)、电源和数据采集单元，采样间隔时间为 0.1 ms。点火系统由电极棒、点火能量为 500 mJ 的脉冲点火装置和信号接收装置。高速摄像机型号为 NPX GS6500UM，分辨率为 640 px 320 px，曝光时间为 0.5 ms。障碍物放置在管道的 1/2 处，厚度为 0.075 mm，通过法兰盘的螺纹孔固定。试验前用氧气浓度检测仪、压力表和温度计分别测定试验仪器所在环境的氧气体积浓度、大气压和温度。根据丙烷在空气中的化学反应方程式，计算丙烷与管道中空气完全反应时的体积分数。利用道尔顿分压定律配置管道中的预混气体，精度为0.1%。首先使用负压泵抽出封闭管道中一定比例的空气，然后向管道内通入相同比例的丙烷气体。开启循环泵 4 min，以保证预混气体的均匀性。管内气体放置 10 min，避免管内的湍流影响试验结果。1.2试验材料和数据规范试验气体由平安气体有限公司提供。试验仪器所在环境的各项参数见表 1。根据表 1 的氧气体 积 浓 度 计 算 试 验 所 需 丙 烷 的 体 积 分 数 约为 4.0%。1.3火焰图像处理方法使用 MATLAB 软件耦合 Canny 边缘检测算法对不同时刻火焰图像进行处理。根据火焰边缘白色像素点所在位置计算火焰传播速度。1)火焰前锋位置计算。首先，使用循环函数对火焰图像进行灰度化和二值化处理。确定火焰锋面所在位置，得到火焰区域的边界。利用三角函数计算火焰边缘所有白色像素点与电极所在位置之间的距离。比较计算结果，取距离的最大值作为火焰前端所在位置。2)火焰传播速度计算。利用式(1)32，35 计算管道内不同时刻火焰的最大传播速度。vf=xn+1 xnt(1)式中vf为爆炸火焰传播速度，m/s;xn+1为当前时刻火焰锋面在管道中的位置，m;xn为上一个时刻火焰锋面在管道中的位置，m;t 为当前时刻和上一时刻的差，s。3)障碍物阻塞率。障碍物的阻塞率为障碍物在爆炸管道截面的投影面积与管道截面面积的比值。=SBSA(2)式中 为障碍物的阻塞率，%;SB为障碍物面积，m2;SA为爆炸管道截面积，m2。图 1试验系统Fig 1Experimental system表 1试验环境参数Table 1Experimental environment parameters项目参数值温度20 大气压101.3 kPa湿度75%氧气体积浓度20.7%50322023 年 7 月乔征龙，等:复杂多孔结构对丙烷爆炸的影响Jul，20231.4试验工况试验将不含障碍物的工况 4 作为对照试验，置障试验分为 3 种工况，如图 2 所示。障碍物选用PVC 材料，工况 1 3 每层圆孔间距 5 mm，障碍物上圆孔的直径为 10 mm，障碍物厚度为 0.75 mm，放置在两段管道的连接处。在置障试验中，障碍物的阻塞率分别为 64%、61%和 56%。图 2试验工况Fig 2Experimental conditions2结果与讨论2.1障碍物对丙烷爆炸火焰的影响1)火焰形态分析。火焰的结构和形态是表征火焰行为和火焰不稳定行为的重要参数32。图 3 为不同试验条件下丙烷/空气预混气体爆炸火焰序列。火焰形态在管道1 中与甲烷和氢气36 38 相似。火焰由电极向障碍物发展过程中，火焰前锋的弧度不断减小。随着障碍物阻塞率的减小，火焰锋面的弧度增加。火焰接近多孔障碍物时，火焰锋面的前方会有较强的诱导气流沿 x 轴正方向由管道 1 越过障碍物进入管道 2中。部分诱导气流被障碍物阻碍，在火焰前锋两侧形成方向相反的两个涡团，涡团外部形成剪切层包裹部分丙烷/空气预混气体，使得剪切层内的气体未被点燃。当每层圆孔的间距增加时，剪切层的面积增加，使得爆炸火焰前锋的弧度减小。爆炸火焰贴近障碍物时，受多孔障碍物的阻碍和管内压力的双重作用，会延缓火焰的传播。在工况 1 3 中，爆炸火焰分别在 35.5 37.5 ms、42.5 43.5 ms 和 42.5 43.5 ms 的传播速度减小。并且，在该时间段内，涡团所在位置的面积不断减小，如图4 所示。尤其在工况 1 中，当火焰穿过障碍物时，管道 1 被爆炸火焰完全填充，说明此时管道 1 中的涡团消失，被剪切层包裹的丙烷/空气预混气体一部分被爆炸火焰引燃，一部分被诱导气流带入管道 2 中。爆炸火焰穿过障碍物后火焰前锋所在位置与电极间的距离迅速增加。根据图 4 可知，障碍物的阻塞作用使得管道内部的局部压力快速上升，满足了ichtmyer Meshkov39 不稳定性的触发条件，影响了火焰结构，增加了湍流动能，加快了火焰的传播。根据式(3)可知，管道2 中的流体密度大于管道 1 中的流体密度，因此，在爆炸过程中 A+的值增加，导致激波作用的脉冲力增加，触发 ichtmyer Meshkov 不稳定性。此外，尾端 PVC 膜破裂，使得管内压力得到释放，压力多火焰的作用减小。观察穿越障碍物后的火焰形态可以发现，当障碍物中心未开孔时，爆炸火焰经过所有圆孔进入管道 2 中。当障碍物中心开孔时，爆炸火焰以“渐进式”的传播由管道 1 向管道2 中传播。在工况 1 3 中，障碍物的阻塞率依次减小，而障碍物对火焰的阻塞作用没有增加。说明当阻塞率在一定范围内时，中心未开孔的障碍物对火焰阻塞作用较小。dadt=k u A+a+0(3)式中a 是振动幅度，m;k 为扰动波数，a0+为激波刚通过不同介质界面后的振动幅度，u激波作用界面后界面的速度改变量，m/s;A+为波后 Atwood数，定义为 A+=2 12+1，1为最先被激波作用的流体密度，kg/m3。如图 3 所示，爆炸火焰由点燃至熄灭所需时间分别为 443.0 ms、315.0 ms、300.5 ms 和 255.5 ms。火焰熄灭所需时间随障碍物阻塞率的增加而增加。在爆炸火焰接近障碍物前，火焰传播速度的增加主要依靠燃烧产物的膨胀。在爆炸过程中，可燃气体体积的增量为dVbdt=ASL(4)式中Vb为丙烷的体积，m3;t 为时间，s;为膨胀系数，=u/b，u为未燃气体密度，kg/m3，b为已燃气体密度，kg/m3;A 为火焰的总表面积，m2;SL为预混气体的层流火焰速度，m/s，计算方法文献 40 6032Vol 23No 7安全 与 环 境 学 报第 23 卷第 7 期图 3火焰形态Fig 3Flame form41 已给出。SL=S0TuT()0pup()0(5)式中Tu和 pu为未燃气体的温度和压力;T0和 p0分别为燃烧前预混气体的温度和压力;S0为预混气体初始层流火焰速度，S0=C1+C2(C3)2，C1、C2和C3为燃料的特定常数;为燃料的化学恰当比;指数=2.18 0.8(1)，=0.16+0.22(1)。在工况 1 中，障碍物的阻塞率较大，因此，在爆炸过程中，管道 1 内局部压力迅速上升，使得管道 1内未燃气体的层流燃烧速度 SL减小。同时，未燃气体的体积增量随层流燃烧速度的减小而减小，因此，管道 1 中爆炸火焰的传播速度减小。2)火焰传播速度。采用式(1)计算不同位置爆炸火焰的传播速度，如图 5 所示。在所有试验中，火焰传播速度在0 0.25 m 的管道内变化较小。不同试验相同位置的火焰传播速度相近。说明复杂多孔障碍物对该段管道内爆炸火焰的传播速度影响较小。在置障试验中，火焰在接近障碍物时，火焰传播速度会减小，并且当火焰接近障碍物时，火焰传播速度趋近于 0。因此，复杂多孔障碍物的存在会短暂抑制火焰的70322023 年 7 月乔征龙，等:复杂多孔结构对丙烷爆炸的影响Jul，2023图 4ichtmyer-Meshkov 不稳定性机制Fig 4ichtmyer-Meshkov instability mechanism图 5火焰传播速度Fig 5Flame propagation speed传播。在置障试验中，障碍物后的火焰传播速度变化趋势相同，均为增加减小增加减小。根据前文所述由于障碍物的阻塞作用触发了 ichtmyerMeshkov 的不稳定，因此，火焰的传播速度增加。随着爆炸管道内的压力持续升高，受压力影响火焰的传播速度减小。当管道尾端 PVC 膜破裂时，管内压力得到泄放，火焰传播速度再次增加，并攀升至最大值。从图 5 中标出的最大火焰传播速度可知，火焰的最大传播速度分别为 131.51 m/s、105.75 m/s 和99.11 m/s，与无障碍试验相比，火焰传播速度增加了 11.4%、10.4%和 16.0%。只有工况 1 的最大火焰传播速度大于无障碍物的试验，这与文献 42 所描述的趋势不同。说明，在出口端开口的试验中，当平板障碍物的孔隙较复杂时，最大火焰传播速度不会随障碍物的添加而变大。而在置障试验中，最大火焰速度随障碍物阻塞率的增加而增加，这与文献 43 的变化趋势相同。2.2障碍物对丙烷爆炸压力的动力学影响1)压力变化。图 6(a)为不同复杂多孔障碍物和空载管道的情况下，丙烷/空气预混气体爆炸压力随时间的变化规律。在所有试验中，管道出口端压力的焰变过程相似。以空载管道为例分析爆炸过程中压力的演变。在 0 t 28.9 ms 时，爆炸压力缓慢上升，并且伴有在局部伴有波动变化。该阶段对应火焰的层流燃烧阶段，同时，出口端 PVC 膜发生形变使得曲线在该阶段呈现小幅的波动变化。当管道出口端压力达到最大值(pmax)时，管道出口的 PVC 膜破裂，泄压开始，管道出口端的压力骤降。管道内爆炸压力对火焰的作用降低，火焰的传播速度增加，因此管道内部的丙烷/空气预混气体的燃烧进一步加快，使得管道出口端的压力回升，如图6(a)中方框标注的位置。2)最大爆炸时间。图 6(b)为管道内部爆炸压力达到最大值所需的时间。在置障试验中，当爆炸压力达到最大值时，障碍物阻塞率越大，形成峰值所需时间越长。与无障碍物试验的 0.028 9 s 相比，置障试验的 tmax分别增加了 35.6%、51.9%和 59.2%。这由气体排放速率和气体膨胀速率共同影响。其中，气体排放速率受管道出口的泄爆面积和管道内超压影响，而气体膨胀速率受火焰面积和层流燃烧速度决定。在本文中，所有试验出口端的泄爆面积相同，因此，峰值压力所需时间与管道内部爆炸火焰的表面积有关。火焰在经过障碍物前，火焰传播速度越小，达到峰值压力所需时间越多。3)最大爆炸压力。最大爆炸压力 pmax体现了管道内爆炸反应的剧烈程度，是气体燃烧释放能量大小在热力学层面的表现。研究不同试验条件下丙烷/空气预混气体的最大爆炸压力，可为爆炸灾害的预防提供依据。由图 6(c)可见，在置障试验中，随着障碍物阻塞率的减小，pmax先减小后增加。与空载试验相比，管道内添加复杂多孔障碍物会增加管道内预混气体的最大爆炸压力。4)压力变化率。图 6(d)为不同试验条件条件下的(dp/dt)max。(dp/dt)max是计算爆燃指数 KG的重要参数。在工业护具设计和抑爆措施研究中，爆燃指数 KG是评估爆炸危险性的重要参数43。公式如式(6)所示。KG=dpd()tmaxV13(6)8032Vol 23No 7安全 与 环 境 学 报第 23 卷第 7 期图 6爆炸压力动力学参数Fig 6Dynamic parameters of explosion pressure式中KG为爆燃指数，kPam/s;(dp/dt)max为压力变化率的最大值，kPa/s;V 为爆炸管道的体积，m3。在文献 28 31中试验所用容器的形状和体积具有差异性，所以选择 V1/3代表爆炸容器的特征长度不明显。对于管状爆炸容器，可以用点火源与管道出口之间的距离 L 代表特征长度。因此，本文对式(5)进行修正。KG=Ldpd()tmax(7)在空载试验中爆燃指数 KG为 8 525 kPa/s，置障试验的 KG分别为6 900 kPa/s、7 450 kPa/s 和14 850kPa/s。与空载试验相比，工况 1 和工况 2 的爆炸指数分别降低了 19.1%和 12.6%，而工况 3 的爆燃指数增加了 74.2%。3结论分析不同条件下丙烷爆炸火焰形态、火焰传播速度和压力的动力学参数变化、得到以下结论。1)火焰在穿过障碍物前，火焰传播速度在不同试验条件下的变化是相似的。火焰越过聚乙烯障碍物后，由于湍流影响，火焰发生卷曲，火焰锋面的褶皱程度增加。2)障碍物上的圆孔的间距与火焰越过障碍物后的混乱程度有关。障碍物上每层圆孔的距离越大，越容易触发 ichtmyer Meshkov 不稳定性，导致在爆炸火焰穿越障碍物后失稳变形。3)在添加复杂多孔障碍物的条件下，随着障碍物阻塞率减小，达到最大爆炸压力的时间增加，压力变化率的最大值增加，最大爆炸压力先减小后增加。4)置障后丙烷/空气预混气体的爆炸危险性与复杂多孔障碍物圆孔的密集性，当圆孔集中在障碍物中心时，管道内添加障碍物会降低爆炸的危险性，反之，会增加爆炸的危险性。参考文献(eferences):1HU X Z，XIE Q H，YU Q B，et al Effect of carbondioxide on the lower flammability limit of propane in O2/CO2atmosphereJ Energy Fuels，2020，34(4):4993 4998.2 LI G，PAN C，LIU Y，et al Evaluation of the effect ofwater mist on propane/air mixture deflagration:large-scale test J ProcessSafetyandEnvironmentalProtection，2021，147(4):1101 1109.3ALHABI A，MASI A，IBAHIM S S Turbulentpremixed flames of CNG，LPG，and H2propagating pastrepeated obstaclesJ Experimental Thermal FluidScience，2014，56:2 8.4BOECK L，LAPOINTE S，MELGUIZO-GAVILANESJ，et al Flame propagation across an obstacle:OH 90322023 年 7 月乔征龙，等:复杂多孔结构对丙烷爆炸的影响Jul，2023PLIF and 2 D simulations with detailed chemistryJ Proceedings of the Combustion Institute，2016，36(2):2799 2802.5 LI Q，SUN X，WANG X，et al Experimental study offlame propagation across flexible obstacles in a squarecross-sectionchannel J InternationalJournalofHydrogen Energy，2019，44(7):3944 3952.6 WEI H，GAOD，ZHOUL，etalExperimentalobservations of turbulent flame propagation effected byflame acceleration in the end gas of closed combustionchamber J Fuel，2016，180(15):157 163.7CHAPMAN W，WHEELE V CCLXXXIII Thepropagation of flame in mixtures of methane and air PartIV The effect of restrictions in the path of the flame J Journal of the Chemical Society，1926，129(7):10871095.8 FAIWEATHE M，HAGAVE G K，IBAHIM S S，et al Studies of premixed flame propagation in explosiontubes J Combustion and Flame，1999，116(4):504518.9YANO Effect of shape of obstacle on speed of crowdevacuation J PhysicaleviewE，2018，97(3):032319.10LUO X，WANG C，UI S，et al Effects of ignitionlocation，obstacles，and vent location on the ventedhydrogen-air deflagrations with low vent burst pressure ina 20-foot container J Fuel，2020，280(2):118677.11 ZHOU Y H，BI M S，QI F Experimental research intoeffects of obstacle on methane coal dust hybridexplosion J Journal of Loss Prevention in the ProcessIndustries，2012，25(1):127 130.12 YANG Y，HE X，GENG L，et alEffect of meshyobstacle onmethanegasexplosion J ProcediaEngineering，2011，26(09):70 74.13 ZHAO X，CHEN C，SHI C，et al A three-dimensionalsimulation of the effects of obstacle blockage ratio on theexplosion wave in a tunnelJ Journal of ThermalAnalysis and Calorimetry，2020，143(4):3245 3256.14ZHANG Q，WANG Y，LIAN Z Explosion hazards ofLPG-air mixtures in vented enclosure with obstacles J Journal of Hazardous Materials，2017，334(7):59.15 WAN S，YU M，ZHENG K，et al Influence of obstacleblockageonmethane/airexplosioncharacteristicsaffected by side venting in a ductJ Journal of LossPrevention in the Process Industries，2018，54(11):281 288.16LI，MALALASEKEA W，IBAHIM S Numericalstudy of vented hydrogen explosions in a small scaleobstructedchamber J InternationalJournalofHydrogen Energy，2018，43(34):16667 16683.17LI T，HAMPP F，LINDSTEDT P The impact ofhydrogen enrichment on the flow field evolution inturbulent explosions J Combustion and Flame，2019，203(10):105 119.18 DONG L，QI Z，MA Q，et al Influence of built-inobstacles on unconfined vapor cloud explosionJ Journal of Loss Prevention in the Process Industries，2016，43(48):449 456.19NA INNA M A Effects of obstacle separation distanceon gas explosions J Journal of Nano esearch，2013，5(1):161 167.20 DOBASHI Experimental study on gas explosionbehavior in enclosure J Journal of Loss Prevention inthe Progress Industries，1997，10(2):83 89.21 MASI A，IBAHIM S S，NEHZAT N，et alExperimental study of premixed flame propagation overvarious solid obstructions J Experimental Thermal andFluid Science，2000，21(1/2/3):109 116.22 IBAHIM S S，MASI A The effects of obstructionsonoverpressureresultingfrompremixedflamedeflagrationJ Journal of Loss Prevention in theProcess Industries，2001，14(3):213 221.23 JOHANSEN C，CICCAELLI G Modeling the initialflame acceleration in an obstructed channel using largeeddy simulationJ Journal of Loss Prevention in theProcess Industries，2013，26(4):571 585.24LI H，GUO J，YANG F，et al Explosion venting ofhydrogen-air mixtures from a duct to a vented vessel J International Journal of Hydrogen Energy，2018，43(24):11307 11313.25PAK D J，LEE Y S，GEEN A Prediction forvented explosions in chambers with multiple obstacles J Journal of Hazardous Materials，2008，155(1/2):183 192.26HAN S，YU M，YANG X，et al Effects of obstacleposition and hydrogen volume fraction on premixedsyngas-air flame accelerationJ International Journalof Hydrogen Energy，2020，45(53):29518 29532.27 NING J，CHENG W，JIE L U Influence of obstacles onflame propagation of multi-composition mixture gasJ Modern PhysicsLettersB，2005，19(28/29):1687 1690.28LI Q，LU S，XU M，et alComparison of FlamePropagation in a Tube with a Flexible/igid Obstacle J Energy Fuels，2016，30(10):8720 8726.29 LI G，WUJ，WANGS，etalEffectsofgasconcentration and obstacle location on overpressure andflame propagation characteristics of hydrocarbon fuel-airexplosion in a semi-confined pipe J Fuel，2021，285(10):119268.30QIN Y，CHEN X W Flame propagation of premixedhydrogen-air explosion in a closed duct with obstacles J International Journal of Hydrogen Energy，2021，46(2):2684 2701.31 L X，ZHENG L，ZHANG Y，et al Combined effectsof obstacle position and equivalence ratio on overpressureof premixed hydrogen air explosionJ InternationalJournal of Hydrogen Energy，2016，41(39):17740 17749.32 LUO Z，KANG X，WANG T，et alEffects of an0132Vol 23No 7安全 与 环 境 学 报第 23 卷第 7 期obstacleonthedeflagrationbehaviorofpremixedliquefied petroleum gas-air mixtures in a closed duct J Energy，2021，234(12)，121291.33WANG L Q，MA H H，SHEN Z W An experimentalinvestigationonexplosionbehaviorsofsyngas-airmixtures in a vessel with a large blockage ratio perforatedplate J Fuel，2019，264(9)，116842.34 温小萍，郭志东，王发辉，等 一维多孔介质和超细水雾协同抑制瓦斯爆炸试验J 安全与环境学报，2020，20(2):539 547.WEN X P，GUO Z D，WANG F H，et al Experimentalapproach tothesyner-gisticinhibitionofthegasexplosion through the one D porous media and theultrafinewatermist J JournalofSafetyandEnvironment，2020，20(2):539 547.35LUO Z，HAO Q，WANG T，et al Experimental studyon the deflagration characteristics of methane-ethanemixtures in a closed duct J Fuel，2020，259(9):116295.36 CAO X，WANG Z，LU Y，et al Numerical simulationof methane explosion suppression by ultrafine water mistin a confined spaceJ Tunnelling and UndergroundSpace Technology，2021，109(5):103777.37 YANG K，YUE C，XING Z，et alStudy on theimprovement of methane explosion inhibition effect byultrafine water mist containing methanotroph-inorganicsaltJ Combustion Science and Technology，2021，194(11):2325 2348.38 ZHOU N，NI P F，LI X，et al Experimental study andnumerical simulation of the influence of vent conditionsonhydrogenexplosioncharacteristics J EnergySources，PartA:ecovery，UtilizationandEnvironmental Effects，2021，194(11):1 16.39欧阳良琛，马东军，孙德军，等 单模大扰动的ichtmyer-Meshkov 不 稳 定 性J 爆 炸 与 冲 击，2008，28(5):407 414.OUYANG L C，MA D J，SUN D J，et alHigh-amplitudesingle-modeperturbationevolutionofichtmyer-Meshkov instability J Explosion and ShockWaves，2008，28(5):407 414.40 METGHALCHI M，KECK J C Burning velocities ofmixtures of air with methanol，isooctane，and indolene athigh pressure and temperature J Combustion Flame，1982，48(15):191 210.41KUEHL D K Laminar-burning velociti