安徽理工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院程揚帆副教授課題組碩士研究生王文濤在能源安全領(lǐng)域取得重要進(jìn)展,研究成果以“Flame behaviors and overpressure characteristics of the unconfined acetylene-air deflagration”為題發(fā)表在能源安全領(lǐng)域國際頂級期刊《Energy》(IF=7.147,中科院一區(qū))。
成果顯示圖(圖片來源于作者)
乙炔是合成有機(jī)化工產(chǎn)品的重要原料,因其可燃范圍廣、點火能量低和化學(xué)反應(yīng)能量釋放速率快等特性,在儲存、運輸和使用等環(huán)節(jié)具有極高的爆炸風(fēng)險。文章利用可視化等壓設(shè)備模擬了無約束條件下乙炔云的爆炸,觀察到乙炔預(yù)混火焰?zhèn)鞑コ跗谄嫣氐沫h(huán)形結(jié)構(gòu),通過理論模型和產(chǎn)物分析驗證了該區(qū)域是預(yù)熱區(qū)和反應(yīng)區(qū)的疊加態(tài),研究成果受到評審專家的高度贊賞,認(rèn)為此項工作完善了火焰?zhèn)鞑恿W(xué)機(jī)制。此外,通過數(shù)值計算對乙炔/空氣預(yù)混燃燒組分、火焰溫度以及基元反應(yīng)過程進(jìn)行深入分析,發(fā)現(xiàn)了[H]自由基濃度是影響預(yù)混氣體層流燃燒速度的關(guān)鍵因素,各基元反應(yīng)對火焰速度的影響本質(zhì)是對[H]自由基的競爭。最后,論文還探究了遠(yuǎn)距離場爆炸超壓的衰減規(guī)律以及氣體擴(kuò)散時間對燃爆特征的影響,研究成果對豐富可燃?xì)怏w基礎(chǔ)燃燒數(shù)據(jù)和爆炸災(zāi)害防控具有重要意義。
碩士研究生王文濤為該論文的第一作者,程揚帆副教授為通訊作者。此次學(xué)校碩士研究生以第一作者在國際頂級期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文,對提升學(xué)校知名度和學(xué)術(shù)影響力具有重要意義。該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金面上項目(No.11972046)、安徽省自然科學(xué)基金優(yōu)青項目(No.2108085Y02)、中國博士后科學(xué)基金特別資助(No.2019M651085)和安徽省高校領(lǐng)軍骨干人才項目(No.ZY7092102)等項目資助。
(杜明燃)