Page 53 - 《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

(Φ=0.8)、3.9 (Φ=1.0)、8.8 (Φ=1.5) 和 19.6 MPa/s (Φ=2.0)，相比未添加抑制剂，平均压力上升速率分别降低
了 62.9%、60.0%、65.8% 和 41.0%。可见，含 O=P(CH )(OCH ) 的细水雾耦合抑制剂可有效抑制氢-空气
2
3 3
的爆炸强度，尤其是在 Φ∈(0.8，1.5) 区间内，衰减率达到了 60% 以上。当 Φ=2.0 时，平均压力上升速率的
衰减率显著降低。

400 500

327 kPa 239 kPa 400 387 kPa 307 kPa
Explosion overpressure/kPa 200 Explosion overpressure/kPa 300
300

200
100

No inhibitors
No inhibitors
0 With inhibitors 100 0 With inhibitors
0 30 60 90 120 150 0 20 40 60 80 100 120
Time/ms Time/ms
(a) Φ=0.8 (b) Φ=1.0
700 700
600 530 kPa 600 568 kPa 481 kPa
Explosion overpressure/kPa 400 390 kPa Explosion overpressure/kPa 400
500
500

300
300
200
200
100
No inhibitors
No inhibitors
0
0 With inhibitors 100 With inhibitors
0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 10 20 30 40 50 60
Time/ms Time/ms
(c) Φ=1.5 (d) Φ=2.0
图 8 含甲基膦酸二甲酯的细水雾作用下氢-空气爆炸压力演化
Fig. 8 Evolution of hydrogen-air explosion overpressure under the action
of water mist containing O=P(CH 3 )(OCH 3 ) 2

为进一步分析爆炸压力的抑制机理，对密
闭空间氢-空气混合物理论爆炸压力模型进行讨 35 No inhibitors
论。在密闭空间内点火初期，氢-空气火焰保持 30 With inhibitors
层流传播，其爆炸压力的积累遵循关系式 [31] ： 25
dp 20
∝ S l (4) Overpressure rise rate/(MPa∙s −1 )
dt 15
式中：S 为层流燃烧速度。然而，随着火焰的发 10
l
展以及在细水雾（基于 2.1 节的火焰形态分析可 5
知，含 O=P(CH )(OCH ) 的细水雾可促使火焰 0
2
3
3
失 稳 传 播 ） 及 壁 面 的 作 用 下 ， 火 焰 锋 面 逐 渐 褶 0.8 1.0 1.5 2.0
Φ
皱，呈现细胞状，此时爆炸压力的积累应当遵循
图 9 含甲基膦酸二甲酯的细水雾作用下氢-空气爆炸
关系式 [32] ： 平均压力上升速率
dp Fig. 9 Average overpressure rise rate of hydrogen-air explosions
∝ S t (5)
dt
under the action of water mist containing O=P(CH 3 )(OCH 3 ) 2

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