消防科学与技术 ›› 2025, Vol. 44 ›› Issue (8): 1041-1047.
李涛1,2,3, 刘楠楠1,2,3, 安伟光1,2,3
Li Tao1,2,3, Liu Nannan1,2,3, An Weiguang1,2,3
摘要: 采用直接数值模拟方法,比较研究了等宽与变宽螺旋通道内的火焰加速与起爆过程。研究结果表明,螺旋管道内壁一侧的非对称拉伸效应,显著增加了火焰表面积,加速了火焰传播。这种拉伸效应主要源于弯曲通道内流场的非均匀性。与等宽螺旋通道相比,变宽螺旋通道展现出更高的火焰加速率,起爆距离减少约36%。这一现象可归因于以下2个机制:首先,基于前期研究,内圈通道曲率较大时增加其宽度可显著提升火焰加速率;其次,内圈渐缩效应导致火焰前锋与后缘的速度梯度增大,增强了火焰面的拉伸效应。本研究揭示了螺旋通道几何特征对火焰加速和起爆性能的影响,为优化管道设计以降低火焰传播速率和起爆可能性提供了理论依据。