网状铝合金抑爆材料是用特种铝合金经特殊加工制成的蜂窝状抑爆产品,将这种材料按规定密度、方法装填到易燃易爆气(液)体储运容器中,能有效防止爆炸事故发生。这种材料在军用车辆、飞机及民用车船燃油箱、油罐、易燃易爆液气体贮存运等领域,具有较大的应用前景。国内外诸多学者做了大量关于金属网状材料抑制爆炸火焰传播的方法和技术研究。但迄今为止,关于金属网状材料对管道预混气体的研究主要集中在爆炸压力和温度等宏观参数,受限于实验装置设计和观测技术,少有对爆炸火焰与网状材料之间相互作用的瞬间过程的详细记录和分析。基于此目的本文采用高速摄像和纹影技术相结合的技术手段,研究铝镁合金网状材料对爆炸火焰传播以及其微观形态的影响,为准确描述该材料的抑制原理提供实验研究与理论基础。为该材料生产生活中的使用提供实验和理论支撑。本文主要工作内容与结论如下:(1)设计制造了长90cm,截面积80×80mm~2,左右两侧为厚度2cm的TP304钢板制成;前后壁面选用尺寸为750mm×94mm厚度为18mm透光性良好的的透明有机玻璃密封的长方形观测管道。结合配气系统、点火系统、压力传感器与数据采集控制系统等构建了实验平台。(2)采用压力传感器监测了实验过程中管道内压力变化;使用高速摄像记录火焰传播过程,并利用其记录的图像资料计算得到火焰传播速度变化规律;高速摄像纹影系统记录了填充材料与火焰相互作用的瞬态过程与火焰微观结构。(3)综合分析实验过程中压力数据与监测图像,铝镁合金网状材料对混合气体火焰传播同时存在湍流促进与冷却抑制两种作用,当填充密度不够大时,其冷却抑制作用未能发挥抑制作用,反而因湍流促进作用导致火焰传播速度加快;而随着填充密度的增加,其冷却抑制作用逐渐占据主导作用使得抑制效果得以体现。(4)通过分析高速摄像拍摄的图像资料,铝镁合金网状材料对火焰传播过程有着显著的影响作用,填充密度达到一定程度后,郁金香火焰特性消失。(5)分析高速摄像纹影系统图像资料,铝镁合金网状材料对火焰结构影响显著。在穿过填充区后,火焰由层流状态转变为湍流状态,完整连续的锋面变得破碎。在火焰穿过填充区后,有明显的气团出现,在湍流作用下被混合气体中不可燃气体成分包裹,热量得不到补充而独立燃烧直至燃烧殆尽从而衰减火焰传播,是该材料抑制作用的另一种体现;并且随着填充密度的增加气团数量增加,单个气团体积减小。(6)对比甲烷/氢气/空气混合气体与甲烷空气混合气体工况实验数据,在混合气体中加入氢气后,其火焰传播速度加快,在穿过填充区时湍流程度更大,铝镁合金网状材料体现出抑制作用所需要的填充密度更大,抑制难度加大。