封闭空间瓦斯爆炸过程的反应动力学分析
来源期刊：中国矿业大学学报2010年第2期
论文作者：梁运涛
关键词：瓦斯爆炸; 化学动力学模型; 数值模拟; 敏感性分析; 致灾性气体; gas explosion; chemical reaction kinetics model; numerical simulation; sensitivity analysis; catastrophic gases;
摘 要：为了获取瓦斯爆炸过程中反应动力学参数,通过修改化学动力学计算软件CHEMKIN Ⅲ中的SENKIN程序包,采用甲烷燃烧的化学动力学详细反应机理(包括16种组分、41个反应),建立了定容弹中瓦斯爆炸过程的计算模型.利用该模型对瓦斯爆炸过程中温度、压力及反应物浓度的变化趋势进行了模拟分析,同时通过对瓦斯爆炸详细反应机理的敏感性分析,找出了影响瓦斯爆炸以及爆炸后部分致灾性气体生成的关键反应步.结果表明:瓦斯爆炸后温度、压力将分别达到2 800 K,0.24 MPa左右;促进瓦斯爆炸的关键反应步为CH_3+O_2=CH_3O+O,CH_4+HO_2=CH_3+H_2O_2;促进CO与CO_2生成的关键反应步为CH_3+O_2=CH_3O+O,CH_4+O_2=CH_3+HO_2,CH_4+HO_2=CH_3+H_2O_2,CH_3+HO_2=CH_3O+OH,H+O_2=OH+O.
梁运涛1
(1.煤炭科学研究总院沈阳研究院煤矿安全技术国家重点实验室,辽宁,沈阳,110016)
摘要:为了获取瓦斯爆炸过程中反应动力学参数,通过修改化学动力学计算软件CHEMKIN Ⅲ中的SENKIN程序包,采用甲烷燃烧的化学动力学详细反应机理(包括16种组分、41个反应),建立了定容弹中瓦斯爆炸过程的计算模型.利用该模型对瓦斯爆炸过程中温度、压力及反应物浓度的变化趋势进行了模拟分析,同时通过对瓦斯爆炸详细反应机理的敏感性分析,找出了影响瓦斯爆炸以及爆炸后部分致灾性气体生成的关键反应步.结果表明:瓦斯爆炸后温度、压力将分别达到2 800 K,0.24 MPa左右;促进瓦斯爆炸的关键反应步为CH_3+O_2=CH_3O+O,CH_4+HO_2=CH_3+H_2O_2;促进CO与CO_2生成的关键反应步为CH_3+O_2=CH_3O+O,CH_4+O_2=CH_3+HO_2,CH_4+HO_2=CH_3+H_2O_2,CH_3+HO_2=CH_3O+OH,H+O_2=OH+O.
关键词:瓦斯爆炸; 化学动力学模型; 数值模拟; 敏感性分析; 致灾性气体; gas explosion; chemical reaction kinetics model; numerical simulation; sensitivity analysis; catastrophic gases;
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