在甲烷安全抽取、运输、储存、利用等环节中,如果出现漏气或遇到明火,将会造成严重的后果,因此深入探究预混气的抑爆方法十分重要。本文通过数值模拟对金属丝网和二氧化碳影响9.5%甲烷-空气预混气爆炸传播特性机理进行深入研究,总结二者协同抑爆规律,为改进抑爆措施及设备优化提供数据支持。本文通过实验研究了金属丝网对9.5%甲烷-空气预混气爆炸的抑制作用,重点分析了爆炸超压、超压峰值衰减率拟合曲线、火焰是否穿过金属丝网发生淬熄等变化规律来表征丝网结构对甲烷的抑爆效果。结果表明,随着丝网层数叠加和目数增大,管内爆炸超压均出现衰减,到达超压峰值时间也逐渐缩短。其中当金属丝网为80目6层时,抑制效果最佳,超压峰值衰减达47.24%;金属丝网参数的不同,对爆炸反应表现出抑制和促进两种不同的效果。在30目4层、12目6层、30目6层工况下,虽阻塞降低了丝网上游火焰的扩散,但由于火焰淬熄失败,部分火焰穿透丝网继续向前传播,火焰在极短延时后再次发生爆炸,出现较为明显的两次峰值,此时障碍物对火焰的激励作用导致湍流加剧,由抑爆作用转变为促爆作用。其次以数值模拟为主要手段,采用LES建立数值模型,对金属丝网和惰性气体单独抑制甲烷爆炸进行模拟研究,并对二氧化碳和氮气抑爆性能进行对比与分析。结果表明,将金属丝网视作多孔区域进行处理的抑爆规律与实验结果相近,模型具有可靠性;单相二氧化碳作为惰化剂的抑爆效果优于氮气,当体系内分别添加20%的二氧化碳和32%的氮气,抑制甲烷爆炸效果最为显著。最后对金属丝网与二氧化碳协同抑制甲烷爆炸进行模拟研究。结果表明,金属丝网与二氧化碳共同抑爆时,抑爆效果比单独使用时更好,二者对甲烷-空气预混气爆炸的抑制具有协同作用。其中在16%二氧化碳和80目丝网条件下,二者抑爆效果最佳,该条件下的火焰锋面速度为8.05 m/s,爆炸超压为13.13 kPa,与9.5%甲烷-空气预混气体相比,分别下降了64.29%和75.54%。二氧化碳的吸热降温能力与丝网器壁的冷壁效应致使反应区热量被吸收,反应速率降低,同时丝网的器壁效应销毁大量自由基,二氧化碳降低体系内自由基浓度,三元碰撞使自由基所携带的能量发生转移,导致链式反应进程的减缓或中断。此外,网状结构的大量非均匀孔隙不仅阻隔了热辐射对未燃气预热的影响,还抑制横波的产生和发展。因此二氧化碳与金属丝网之间具有良好的协同作用。