近年来,煤炭开采、油漆喷涂、塑料母料造粒及破碎等行业的生产储运环节中,偶有可燃气体/粉尘/空气杂混物爆炸事故发生。但是,现有的研究还不能系统地揭示杂混物爆炸规律,并且已开展的研究主要集中在瓦斯/煤尘体系爆炸特征参数的变化规律,而对其他可燃气体/粉尘爆炸体系以及火焰传播进程的变化规律关注较少。因此,本文在内部尺寸为800mm×80mm×80mm的方形管道和标准的20L爆炸容器中采用预混甲烷气体扬尘的方式实现气/粉均匀混合并选取合适的时间点火,在保证相同的初始条件(点火能量、喷气压力、喷气时间及点火延迟时间)下,采用过高速摄像和压力传感器相结合的方法分别就甲烷体积分数、粉尘种类以及粉尘粒径对甲烷/塑料粉尘/空气杂混物的爆炸火焰传播进程以及爆炸特征参数的影响开展了实验探究,系统的研究了可燃气体/粉尘/空气杂混物的爆炸规律。主要的工作和结论如下:(1)在20L爆炸容器和方形管道内分别研究了单一粉尘的爆炸特性和火焰传播规律。实验测得PA、PMMA和TPU粉尘的最危险浓度分别为800g/m~3、700g/m~3和700g/m~3,最大爆炸压力分别为0.76MPa、0.72MPa和0.49MPa,爆炸下限分别为70g/m~3、60 g/m~3和150 g/m~3。此外,在粉尘浓度为150g/m~3时,PMMA粉尘的火焰传播进程最快,爆炸最为猛烈,PA粉尘次之,TPU粉尘最差。(2)实验研究了甲烷体积分数对甲烷/塑料粉尘/空气杂混物爆炸传播进程的影响。结果表明,PA和TPU粉尘爆炸进程受甲烷气体影响较大,并且随着甲烷体积分数地增加,火焰传播进程不断加快,而TPU粉尘传播进程受甲烷影响不显著;此外,低体积分数的甲烷气体对PA和PMMA粉尘爆炸过程中的火焰传播速度峰值几乎没有影响,但当甲烷体积分数提高至4%时,PA和PMMA粉尘的速度峰值均有显著地提升。而TPU粉尘的速度峰值一直随着甲烷体积分数的增加而不断增大。(3)实验发现,甲烷的加入能够显著提高塑料粉尘的爆炸敏感度,且粉尘爆炸下限随甲烷体积分数的增加而减小。在低浓度粉尘浓度下甲烷气体的加入也会增强塑料粉尘的爆炸强度,其中随着甲烷体积分数的增加,PA和PMMA粉尘的增强效果尤为明显。而在各自的最危险粉尘浓度下,甲烷的加入对三种粉尘的最大压力的影响均微乎其微,但PA和PMMA粉尘的最大压力上升速率却随着甲烷体积分数的增加提升明显,TPU粉尘仍然变化不大。(4)实验研究了可燃气体/粉尘/空气杂混物爆炸特征参数变化规律。结果表明,PMMA粉尘的火焰传播进程最快,速度峰值最大,其次是PA粉尘,TPU粉尘最差。但是根据爆炸过程中的最大压力和最大压力上升速率,三种粉尘的爆炸效果依次为:PA>PMMA>TPU。此外,粉尘颗粒粒径的改变能改影响杂混物爆炸火焰传播进程和爆炸特征参数,随着粒径的增大火焰传播进程逐渐减缓,速度峰值一直降低,爆炸强度不断减弱。