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煤层气俗称瓦斯,其主要成分为甲烷(CH4),易燃易爆。由于其存放的仓库和运输车辆均为密闭空间的特点,近年来,因为燃气泄漏导致火灾和爆炸的事故层出不穷,特别是仓库改造、施工和瓦斯运输过程中安全隐患极其严重。研究密闭空间中甲烷燃烧特性的规律对瓦斯安全存储意义重大。实验采用纹影系统、压力传感器以及高速相机对甲烷-空气预混气体在定容燃烧弹中的燃烧特性进行研究,分析了不同当量比和不同初始压力对火焰传播速度、定容弹中压力的分布规律以及火焰稳定性,得到了如下结论:(1)甲烷-空气预混气体的当量比对拉伸火焰传播速度、未拉伸火焰传播速度和层流燃烧速度产生很大影响,且存在一个临界当量比值1.1,在临界值下,拉伸火焰传播速度(2.548m/s)、未拉伸火焰传播速度(2.767m/s)和层流燃烧速度(0.368m/s)均达到最大值,当量比小于1.1时,拉伸火焰传播速度、未拉伸火焰传播速度和层流燃烧速度随着当量比的增大而增大,当量比为1.1时达到最大值;而当量比大于1.1之后,随着当量比进一步增加拉伸火焰传播速度、未拉伸火焰传播速度和层流燃烧速度随之减小。(2)甲烷-空气预混气体的当量比对燃烧压力有重要影响,同样存在一个临界当量比值1.1,在临界值下燃烧压力达到最大值(0.703MPa),当小于这个临界值时,燃烧压力随着当量比的增大而增大,达到临界值时压力为最大值;而当量比大于临界值时,燃烧压力随着当量比的增大而减小。(3)初始压力对燃烧压力有着较大影响,在1atmm时,最大燃烧压力Pmax=0.703MPa,而在初始压力P0=1.6atm时,最大燃烧压力达到Pmax=1.42MPa.较低的初始压力条件下,最大压力出现的时刻变化并不是太大,高于正常压力(1.Oatm)之后,最大燃烧压力的出现时刻会有较大的提前。(4)随着当量比的增加火焰的稳定性先减弱后增强,在当量比为1.1时火焰表现得最不稳定;初始压力增加时,使火焰的不稳定性也在增加。