《表1 变截面管内预混气体燃料组分和初始条件Tab.1 Premixed gas components and initial conditions in variable cross-section

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《变截面管道结构对H_2/Air预混气体燃爆特性的影响研究》

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带化学反应的预混可燃气体在变截面管道中燃爆所产生的燃烧火焰会发生明显的湍流现象，并且燃烧火焰锋面与湍流气流之间强烈的耦合作用促使火焰结构复杂多变[9]。因此，采用标准的k-ε湍流模型能很好地模拟完全湍流的流体问题，并利用EBU-Arrhenius燃烧模型考虑燃爆过程中湍流效应和化学反应动力学效应之间的相互影响机制。此外，由于在管壁边界层处受到剪切流和黏性阻力的影响，导致削弱了管内的湍流效应而转为层流火焰形式向前传播，而采用高精度的标准壁面函数能对此进行很好的修正。众所周知，H2在空气中的燃烧极限为4%~75%，但其爆炸极限范围相对较窄，为了确保燃爆过程预混火焰能持续传播，避免出现火焰熄灭现象，应选取预混气体燃料能最大程度反应的混合比。根据Shen等[10-11]针对混合比例对密闭管内H2/Air燃爆过程的火焰动态和爆炸超压特性研究，当量比在0.84~4.22的范围内将会出现经典的“郁金香”火焰和褶皱的“郁金香”火焰。为此，所选的预混燃气体积比V（H2）/V（Air）为0.333，其当量比为1.126，如表1所示。