消防科学与技术 ›› 2026, Vol. 45 ›› Issue (8): 16-23.DOI: 10.20168/j.1009-0029.2026.08.0016.08
沙海伟, 韩倩倩
Sha Haiwei, Han Qianqian
摘要: 氢能作为清洁燃料应用前景广阔,但其燃烧剧烈、稳定性差,易诱发安全隐患,氮气掺混调控氢气火焰燃烧特性是提升氢能安全利用的关键技术。本研究通过试验探究了氮气掺混对氢气射流火焰燃烧特性的影响,系统分析了不同氮气掺混比例对火焰的温度场、稳定燃烧时间及形态演化的影响规律。结果表明:随着氮气掺混比例增加,火焰最高温度显著降低,垂直火焰纯氢火焰最高温度达842.8 ℃,掺混30%时降至726.5 ℃,降幅为13.8%,水平火焰则从859.3 ℃降至706.0 ℃,降幅达17.8%。氮气掺混体积分数达到40%时,混合气体无法维持连续燃烧,达到了稳定性临界值。火焰稳定燃烧时间随掺混比例呈非线性缩短,纯氢火焰可持续15.58 s,掺混30%时锐减至2.61 s。掺混氮气后,火焰亮度明显降低,水平火焰射流呈现细长射流状传播。氮气掺混可有效调控氢气火焰的核心区域温度与燃烧强度。