Page 52 - 《爆炸与冲击》2026年第2期

第 46 卷 夏远辰，等： 含甲基膦酸二甲酯的细水雾对氢-空气爆炸的影响机制 第 2 期

比），进而导致湍流的不稳定性和压力波的反射强度降低，原本向前凸起的火焰前沿无法被压缩波挤压
成凹形，进一步导致郁金香火焰延迟出现或转变为波纹状火焰。此外，O=P(CH )(OCH ) 的详细化学抑
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制机理，将在 3.3 节中详细讨论。
Hydrogen-air Hydrogen-air-inhibitor Hydrogen-air Hydrogen-air-inhibitor

t=10.0 ms t=20.0 ms t=7.0 ms t=15.0 ms

(a) Φ=0.8 (b) Φ=1.0

t=5.0 ms t=9.0 ms t=4.0 ms t=6.0 ms

(c) Φ=1.5 (d) Φ=2.0

图 6 含甲基膦酸二甲酯的细水雾对氢-空气火焰胞状不稳定性的影响
Fig. 6 Effect of water mist containing dimethyl methylphosphonate on cell instability of hydrogen-air flame

35 No inhibitors
Propagation speed/(m∙s −1 ) 25
With inhibitors
30

20
15
10
5
0
0.8 1.0 1.5 2.0
Φ
图 7 含甲基膦酸二甲酯的细水雾对氢-空气平均火焰传播速度的影响
Fig. 7 Effect of water mist containing dimethyl methylphosphonate on hydrogen-air average flame front propagation speed

3.2 爆炸压力演化特性
爆炸压力的演化特性是评估爆炸强度的重要指标，同样也是评估爆炸衰减的重要参数。图 8 为含
O=P(CH )(OCH ) 的细水雾对氢-空气爆炸压力演化的影响。基于图 8 可知，当 Φ 为 0.8、1.0、1.5 和
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2.0 时，超压峰值分别衰减 26.9%、20.7%、26.4% 和 15.3%。此外，基于压力峰值出现的时刻可知，当
Φ=0.8, 1.0, 1.5, 2.0 时，超压峰值分别延迟 56.3、38.3、23.8 和 9.0 ms 出现。基于上述结果可知，随着当量
比的增加，含 O=P(CH )(OCH ) 的细水雾对氢-空气爆炸压力的抑制效果逐渐降低。由于压力曲线的波
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动比较剧烈，因此，使用平均压力上升速率评估整个燃烧过程的燃烧剧烈程度。其中，平均压力上升速
率的计算公式为：
Å ã
dp p max − p 0
= (3)
dt average t max −t 0
式中：p x 为最大爆炸压力，p 为初始压力，t x 为最大爆炸压力出现的时刻，t 为点火时刻。由图 9 可
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ma ma
知，Φ=0.8, 1.0, 1.5, 2.0 时氢-空气爆炸的平均压力上升速率分别为 5.63、9.77、25.70、33.20 MPa/s，当量比
越大，平均压力上升速率越大。添加含 O=P(CH )(OCH ) 的细水雾后，爆炸压力上升速率分别为 2.1
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