煤炭学报

作者：吕鹏飞, 高笑鹏, 朱澍成, 沈静, 杨凯,

关键词：甲烷爆炸, 分支管道, 爆炸特性, 气流传播, 压力相持面,

针对受限空间内部甲烷/空气混合物爆炸传播过程，借助数值模拟软件Fluidyn-MP，建立由左侧封闭且为点火端、右侧开口的水平管道和竖直管道组成的管道模型，研究竖直分支管道不同位置对甲烷爆炸传播特性的影响。结果表明：在不同竖直分支管道位置条件下，竖直分支管道降低了水平管道内部各测点的平均爆炸压力峰值和平均爆炸温度峰值，增大了位于分支口左侧测点的气体流动速度峰值，并降低了位于右侧测点的气体流动速度峰值。随着爆炸传播距离的增加，水平管道内测点压力峰值整体呈下降趋势，竖直管道下方测点的爆炸压力峰值急剧减小，温度峰值整体表现为波动下降，竖直管道正下方测点的温度峰值急剧衰减且为最小值。随着竖直分支管道位置与点火源距离的增大，水平管道内部各测点平均爆炸压力峰值的降幅逐渐减小，平均爆炸温度峰值波动下降，平均气体流动速度峰值不断增大；竖直管道内部各测点的平均爆炸压力峰值波动下降，平均爆炸温度峰值逐渐减小，气体流动速度时程曲线具有多峰结构，气体流动速度峰值由波动上升转变为波动下降。此外，当压力波锋面传播到分支口时，会在分支口转角处形成膨胀扇，使得气体流动速度急剧增大，在火焰锋面传播到分支口右侧时，压力泄放过程中在分支口处形成压力相持面，随着竖直分支管道位置与点火源距离的增大，压力相持面逐渐右移，导致竖直管道泄压作用逐渐减弱。

来源：2026年第4期

《煤炭学报》期刊编辑部

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