管道直径影响:当管道直径较小时,火焰与管壁的接触面积增大,导致热量通过管壁快速散失。氢气火焰的厚度较薄,对管壁的散热更敏感。若管径低于临界淬熄直径,火焰无法维持反应温度而熄灭。
关于这个管道直径,我试图找到一个计算氢气淬熄极限直径,但是很遗憾我查阅了很多资料,没有找到相关计算,相关文献中提到的管道直径也是零点几毫米下,试验得出的,如果有小伙伴可以找到相关文献,麻烦告诉我一下。
材料导热性:高导热性管材(如金属)会加速热量散失,进一步促进淬熄。
长管散热:火焰在长距离传播中,热量持续损失到环境中。即使管径较大,长管道的累积散热可能导致火焰温度降至可燃极限以下,反应终止。
热辐射特性:氢气燃烧生成水蒸气,其热辐射能力较弱,主要依赖传导和对流散热,加剧温度下降。
压力波干扰:燃烧产生的压力波在长管中反射,可能稀释火焰前锋的混合气或改变局部压力,影响燃烧条件。剧烈压力波动甚至可能将火焰拉伸至熄灭。
湍流与火焰加速:火焰加速可能导致湍流增强,但过高的速度会加剧散热或形成局部贫燃区,导致熄灭。
扩散与混合:氢气的高扩散性可能导致沿管道长度方向出现浓度梯度。若火焰传播至浓度低于可燃下限(4%)或高于上限(75%)的区域,燃烧无法持续。
活性基团损耗:氢气燃烧依赖H、O、OH等自由基的链式反应。长管中,自由基可能被管壁吸附或复合,导致反应速率下降,火焰无法自持。