中国安全科学学报

作者：张术琳, 严翔, 龙睿基, 鲁义, 施式亮

单位：湖南科技大学 资源环境与安全工程学院, 湖南 湘潭 411201

关键词：微米铝粉,氢气/水蒸气氛围,燃烧机制,基元反应,Chemkin模拟计算

基金：湖南省重点研发计划项目(2022GK2042); 湖南省自然科学基金资助(2023JJ40292); 湖南省教育厅科学研究项目(22C0240); 湖南科技大学博士后科研基金资助(E62203)

为探究铝制品在生产加工过程中蕴含的气粉两相体系爆炸风险,揭示铝粉在潮湿环境下燃烧机制,基于Chemkin软件模拟微米铝粉在氢气/水蒸气氛围下微观反应进程,结合铝粉气相燃烧机制,构建包含Al、O、AlO、AlO2、AlH等28组分、68步基元反应的化学反应动力学模型。通过改变水蒸气与空气的摩尔比,分析水蒸气含量对燃烧温度敏感性的影响,以及对关键自由基的摩尔分数和最大生成速率的影响。结果表明:基于温度敏感性分析,发现水蒸气含量的增加会降低微米铝粉平衡时的燃烧温度。其中,影响平衡时燃烧温度的关键基元反应R32(即Al+H2O=AlOH+H),由开始的先促进升温后抑制升温变为完全抑制升温。基于生成速率分析,得出水蒸气含量的增加会降低O和AlO自由基平衡时的摩尔分数。基于反应路径分析获取微米铝粉在氢气/水蒸气氛围下燃烧的关键反应路径,其中,Al→O、Al→AlO、Al2O2→AlO等基元反应较强。

来源：2023年第S1期

《中国安全科学学报》期刊编辑部

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