Page 59 - 《爆炸与冲击》2026年第2期

第 46 卷 第 2 期 爆 炸 与 冲 击 Vol. 46, No. 2
2026 年 2 月 EXPLOSION AND SHOCK WAVES Feb., 2026

DOI：10.11883/bzycj-2025-0123

掺氨量对管道氨气-氢气-空气预混气体

爆燃特性的影响 *

葛 雨 ，汪 泉 ，朱文艳 ，李 瑞 ，冯鼎玉 ，徐建设 ，杨耀勇 3
1
1
1
1,2
1
1
（1. 安徽理工大学化工与爆破学院，安徽 淮南 232001；
2. 安徽理工大学安徽省新型爆炸材料与爆破技术工程研究中心，安徽 淮南 232001；
3. 安徽理工大学土木建筑学院，安徽 淮南 232001）
摘要： 为了深入研究氨气-氢气-空气预混气体火焰在管道内外的燃烧特性，在长 2 000 mm 的不锈钢管道中开设
尺寸为 400 mm×70 mm 的观察窗，借助高速摄影和压力传感器，测试分析了化学计量比Ф=1 的条件下掺氨量（φ）在
30%～85% 范围内对火焰形态和管道内外压力演化的影响。结果表明：掺氨量会显著影响管道内火焰的传播过程以及
压力时程曲线。管道内火焰的传播速度随掺氨量的增加而降低，到达由二次爆炸引起的回流现象的时间也随之延长；
管内距离泄爆口 400 mm 处设置压力测点 PS1 采集数据，各工况下管道内的压力曲线均呈现 p 1 、p 2 和 p 3 的三峰结构，
3 个压力峰分别由泄爆口薄膜破裂、管内气体泄放以及管外二次爆炸产生的气体回流引起，p 1 的大小取决于泄爆膜的
抗拉强度，其幅值几乎与掺氨量无关，p 2 和 p 3 均随着掺氨量的增加而升高，其中 p 3 的升高速率最大；管外距离泄爆口
500 mm 处设置压力测点 PS2 采集数据，管外二次爆炸压力峰值（p out ）随着掺氨量的增加而降低，到达 p ou 的时间则随之
t
延长。
关键词： 泄爆；动态压力变化；超压；火焰形态
中图分类号： O381 国标学科代码： 13035 文献标志码： A

Influence of ammonia content on ammonia-hydrogen-air
premixed gas duct-vented explosions

1,2
1
1
1
1
1
GE Yu , WANG Quan , ZHU Wenyan , LI Rui , FENG Dingyu , XU Jianshe , YANG Yaoyong 3
（1. School of Chemical and Blasting Engineering, Anhui University of Science and Technology,
Huainan 232001, Anhui, China;
2. Anhui Province Engineering Research Center for New Explosive Materials and Blasting Technology,
Anhui University of Science and Technology, Huainan 232001, Anhui, China;
3. School of Civil Engineering and Architecture, Anhui University of Science and Technology, Huainan 232001, Anhui, China）
Abstract: Renewable energy is addressing some of the key challenges facing global society today, and zero-carbon energy
systems are the fundamental way to achieve carbon neutrality. Therefore, hydrogen and ammonia have gained great attention
as zero-carbon energy sources. To further study the combustion characteristics of ammonia-hydrogen-air premixed gas flame
inside and outside the duct, the influence of ammonia doped amount (φ) on the flame morphology and the evolution of pressure
inside and outside the duct under stoichiometric ratio was explored with the help of high-speed photography and pressure
sensor in the 2 000-mm-long stainless steel duct with a 400-mm-long and 70-mm-wide observation window. The results show
that φ significantly affects the pressure inside and outside the duct, and the time to reach the reverse flow phenomenon caused

* 收稿日期： 2025-04-24；修回日期： 2025-08-12
基金项目： 安徽省重点研究与开发计划社会领域项目（2023g07020002）
第一作者： 葛 雨（1998－ ），女，硕士，786026710@qq.com
通信作者： 汪 泉（1980－ ），男，博士，教授，博士生导师，wqaust@163.com

022104-1