粉尘爆炸泄放技术广泛应用在过程工业中具有粉尘爆炸风险的容器及设备上。由于影响粉尘爆炸泄放的因素多,机理复杂,目前还有诸多问题需要解决。己开展的粉尘爆炸泄放实验研究集中在泄放装置静态动作压力较低的工况,一般不超过0.1MPa,针对高静态动作压力下的泄放特性研究还未开展：即使是在低静态动作压力工况,无管泄放容器内压力与火焰的同步泄放特性以及导管泄放过程中的二次爆炸现象等还未被完全理解。基于此,本文开展了泄放装置静态动作压力在较高范围内(0.1MPa～0.6MPa)的粉尘爆炸无管泄放及导管泄放实验,研究了容器内压力及火焰的同步泄放特性,对比了实验结果与现有泄放设计标准预测结果的差异,系统研究了导管的存在对容器内最大泄爆压力的影响机理及规律。本文主要工作及结论如下：(1)建立了球形粉尘爆炸泄放实验装置。采用符合国际标准的20L球作为该装置的爆炸容器。设计了可实现高静态动作压力的无管泄放及导管泄放装置、可变直径及长度的泄放导管、16路同步数据采集及控制系统。该装置可开展密闭容器粉尘爆炸、粉尘爆炸无管泄放、粉尘爆炸导管泄放等实验。选用0.5kJ点火能量的电点火头以及爆炸特性稳定的石松子粉尘开展实验。通过压缩空气物理超压致泄放膜破裂的方法测量了不同泄放口径、泄放膜不同层数的静态动作压力,拟合得到静态动作压力的计算公式。(2)在密闭20L球内研究了中径66μm的石松子粉尘的爆炸特性。结果表明,粉尘爆炸过程可分为爆炸引发、爆炸加速、爆炸减速三个阶段。最大压力、最大压力上升速率均随粉尘浓度的增加先迅速增加后缓慢降低。最大压力在750g·m-3浓度达到最大值；最大压力上升速率在1000g·m-3浓度达到最大值。经多次测量,实验用粉尘的最大爆炸压力均值为0.65MPa,爆炸指数均值为7.68MPa·m·s-1。(3)开展了静态动作压力在0.1MPa～0.6MPa的粉尘爆炸无管泄放实验。结果表明,在15mm、28mm、40mm、60mm泄放口径下,容器内最大泄爆压力随静态动作压力的增加而近似线性增加。当静态动作压力超过0.36MPa时,最大泄爆压力的增加速率逐渐降低,泄放趋于平衡泄放。在高静态动作压力0.1MPa～0.6MPa内,对比泄放面积实验值与NFPA68、EN14491标准预测值发现,NFPA68预测结果较为稳定,精度较高；EN14491预测结果不稳定,精度较低。实验发现,在不同的静态动作压力及泄放口径下,压力及火焰的泄放特性呈现三种不同的类型：①无二次火焰、无二次爆炸类型；②二次火焰类型；③二次爆炸类型。建立了三种粉尘爆炸无管泄放物理模型定性解释了三种泄放类型的成因。泄放口径越大,静态动作压力越低,二次爆炸类型越容易出现。(4)研究了粉尘爆炸无管泄放过程中泄放口外二次爆炸的抑制技术。结果表明,多孔丝网及多孔泡沫金属均能抑制二次爆炸,但需以容器内最大泄爆压力的升高为代价。当多孔丝网达到一定层数时,泄放火焰能够被完全抑制,实现无焰泄放。提出了无焰泄放的设计思路及设计流程。(5)开展了静态动作压力在0.1MPa～0.6MPa的粉尘爆炸导管泄放实验。结果表明,导管内邻近泄放口发生的二次爆炸(Secondary explosion)是使容器内最大泄爆压力相比无管泄放条件下增加的原因。相同导管直径下,静态动作压力越大,二次爆炸强度越低,二次爆炸对泄放过程的影响越小,导管泄放越趋于无管泄放；相同静态动作压力下,小直径的导管内二次爆炸强度大,但对泄放过程的影响程度弱。导管长度对二次爆炸强度及对最大泄爆压力的影响可以忽略。在静态动作压力为0.1MPa～0.6MPa范围内开展导管泄放设计时,NFPA68标准的预测结果具有一定精度。EN14491预测结果过于保守,精度较低。