煤粉质量浓度及表观形貌对煤粉/乙烯/氧气爆轰波起爆特性的影响
熊凯
罗永晨
杨浅舒
张锋
续晗
郑权
翁春生
南京理工大学瞬态物理国家重点实验室,江苏南京 210094
摘要：为实现煤粉连续旋转爆轰发动机的可靠点火,探究煤粉质量浓度及表观形貌对煤粉/乙烯/氧气起爆特性的影响机制.在乙烯氛围下(初始总压 100 kPa,当量比 0.5),采用高能电点火装置对不同煤粉当量比和表观形貌下的煤粉-氧气混合物进行直接起爆实验.实验结果表明:添加少量 5PA煤粉(实验所用 2种煤粉记为PA、FA.PA和FA分别为多孔状无烟煤和片状无烟煤的缩写,如 5μm多孔状煤粉简写为 5PA煤粉)后,乙烯/氧气混合物的临界起爆能量迅速减小,在全局当量比 0.7处达到其最小值 2.53 J,随着当量比继续增加,煤粉/乙烯/氧气混合物的临界起爆能量逐渐增加;在全局当量比 1.0处 5FA煤粉的临界起爆能量(5.20 J)高于 5PA煤粉的临界起爆能量(2.95 J);在 5.80 J的点火能量下,5PA煤粉和 5FA煤粉在全局当量比 0.7～1.5内均可直接起爆,在 4.10 J的点火能量下,5PA煤粉在全局当量比 0.7～1.5内均可直接起爆,但 5FA煤粉仅在全局当量比 0.7处可直接起爆,进一步增加当量比后不可起爆.研究结果表明:对于贫燃料乙烯/氧气(当量比低于 1),在一定煤粉质量浓度范围内,煤粉可以促进爆轰波的形成和自持传播,但煤粉质量浓度过高会抑制爆轰波的形成和自持传播;煤粉的表观形貌会影响煤粉混合物的起爆特性,相较于片状煤粉,多孔状煤粉的化学反应速率更高,临界起爆能量更低,更容易起爆.
关键词：动力机械及工程临界起爆能量容弹实验直接起爆煤粉爆轰发动机
分类号：O381(爆炸力学)TK401(内燃机)
资助基金：国家自然科学基金(12002167)瞬态物理国家重点实验室基金资助项目(6142604200203)
论文发表日期：2024-07-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 3235-3244 )
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