煤炭学报

作者：熊凯, 罗永晨, 杨浅舒, 张锋, 续晗, 郑权, 翁春生,

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,

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5 μm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。

来源：2024年第7期

《煤炭学报》期刊编辑部

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