圆柱形可燃气云爆炸实验研究与数值模拟

与半球形可燃气云模型相比，圆柱形模型更接近于气云爆炸事故的实际情况。进行了乙炔浓度7.75%、气云体积0.26m3的圆柱形可燃气云爆炸实验，记录了距气云中心1.2m与1.6m两点的爆炸超压。建立了描述气云爆炸的理论模型，采用SIMPLE算法编制了计算程序。计算结果经实验数据考核，最大与平均相对偏差分别为18.3%与5.4%，证实程序满足气云爆炸模拟与预测的要求。研究结果显示：爆炸流场不具备球形对称的性质，爆炸超压与火焰传播方向有关，当气云高径比0.2时，沿地面方向的最大超压可达垂直方向的3.3倍；气云体积不变而形状变化时，爆炸强度随着高径比的增大而增大，高径比1.0时的最大超压可达高径比0.1时的3.1倍；气云高径比降低时，火焰传播距离增大，燃烧时间增长，气云释能速率下降，因此爆炸超压降低。研究结果对可燃气云爆炸灾害的预测具有一定的指导意义。