管道运输技术的出现及快速发展,对世界能源经济的发展产生了重大的影响,随着国民经济的发展和人民生活水平的大幅度提升,可燃气体能源的利用率也不断增加。随之而来的可燃气体管道爆炸事故数量也在逐年递增,给人民生命财产安全造成极大危害。因此,管道内可燃气体爆炸阻隔爆及抑爆技术的研究具有了十分重要的意义。本文通过自行设计加工的可视化爆炸管道,研究多孔材料对管道内爆炸火焰抑制作用的相关特性,包括泡沫陶瓷和泡沫金属等材料,研究成果如下:(1)自行设计加工了小尺度与中尺度可视化爆炸管道实验系统,包括爆炸管道、高速摄影系统、点火系统、同步外触发系统、压力数据采集系统等,开展了管道内部安放多孔材料对爆炸火焰阻隔爆及抑爆机理的相关研究。(2)基于小尺度爆炸管道,开展了泡沫陶瓷对爆炸火焰阻隔爆特性的相关研究,得到泡沫陶瓷孔隙密度、长度,以及管道内预混可燃气体初始压力多方面因素对爆炸火焰传播速度以及爆炸超压的影响规律;分析后发现,泡沫陶瓷对低速火焰的阻隔爆效果较好,对于高速爆燃火焰,阻隔爆效果十分有限,并且常常促进爆燃火焰进一步向爆轰火焰转变。(3)通过对比实验,泡沫金属在抗冲击能力方面远优于泡沫陶瓷,并且阻隔爆特性整体好于泡沫陶瓷;在材质相同的情况下,20PPI的多孔材料的阻隔爆性能较优,10PPI的多孔材料淬熄效果十分有限,往往对爆炸火焰起到促进作用,30PPI的多孔材料由于较大的阻塞比,极易促进来流火焰形成局部爆炸,进而导致阻隔爆失效。(4)基于中尺度爆炸管道,开展爆炸火焰抑爆技术的相关研究,通过在管道壁面布置气凝胶毡多孔材料,通过对爆炸冲击波横波的吸收破坏,达到衰减爆炸超压和降低火焰传播速度的抑爆效果,本文实验条件下,可以有效衰减爆炸超压30%以上。