雷明川，喻健良，闫兴清，吕先舒，侯玉洁，詹潇兵

（大连理工大学化工学院，辽宁 大连 116024）

引 言

为实现碳达峰目标，新型清洁能源替代传统化石能源逐渐成为工业热点问题[1]。氢气（H2）因其热效率高，在空气中具有较宽的爆炸极限范围（4%～75%）[2]，且燃烧过程无温室气体放出，是传统化石燃料的优良替代能源[3-4]。然而因H2同样有着低点火能，易发生意外爆炸等风险，使得H2的安全使用受到广泛关注。在降低事故风险上，引入抑制剂是有效规避事故风险的方法之一[5-7]。

截至目前，常用的抑制剂有惰性气体[8-9]、细水雾[10-11]、惰性粉尘[12-13]和气溶胶[14]等。其中惰性气体的研究按照燃烧特性划分为爆燃和爆轰两种类别。对于爆燃模式，Zhang 等[15-16]从实验角度探讨了N2和CO2对预混火焰传播的抑制特性，并从热力学角度进行了分析，结果表明CO2的稀释对于火焰的抑制作用更强。Khan等[17]通过数值模拟研究了N2和CO2对CH4∕O2混合物的爆炸影响，并研究了惰性气体对火焰温度和热输运性能的作用。Shen等[18]从爆炸机理上发现N2可以通过增强三分子反应，以抑制N2O的分解，降低爆炸传播能力。三分子反应即通过第三反应物组分M 携带走在形成稳定组分时释放出来的能量，在碰撞后，新形成的分子的内能传递给第三体M，成为M的动能[19]。

在有关高速爆轰火焰的研究中，Wang 等[20]在光滑管道中实验研究了Ar和N2对H2∕O2混合物的爆轰传播影响，并确定了惰性气体稀释下爆轰的极限压力，以及惰性气体对爆轰胞格尺寸的影响。管清韦[21]引入惰性气体段，比较了CO2与主动式抑制气体C3F7H 对于C2H2爆轰传播的抑制作用。……