清洁型能源因其可再生、污染小等优点被广泛应用。丙烷作为清洁能源的一种,在其使用过程中频繁发生燃爆事故,导致巨大的财产损失和人员伤亡,具有很大的危险性。基于以上实际背景,论文中使用自主设计的方形可视化管道系统,结合高速摄影/纹影技术,对比研究了二氧化碳、氮气、氩气对丙烷-空气爆炸特性的影响,结果如下:(1)在室温条件下,利用方形可视化管道测试得到丙烷的爆炸极限范围及当量浓度值分别为:2.25%~10.25%、4.5%。(2)利用方形可视化管道,分别测试研究了二氧化碳、氮气、氩气体积分数的变化对当量丙烷-空气预混气爆炸压力的影响。结果表明:随二氧化碳、氮气、氩气体积分数的增加,最大爆炸压力呈下降趋势。当向预混气中添加相同体积分数的二氧化碳、氮气及氩气时,对预混气最大爆炸压力的影响由大到小排序为:二氧化碳>氮气>氩气。(3)利用高速/纹影技术研究了当量丙烷-空气预混气爆炸火焰在传播过程中的结构变化及不同体积分数惰性气体对预混气火焰结构的影响。结果表明:当未添加惰性气体时,预混气火焰由点火初期的―球‖形逐渐转变为―指尖‖形,最后形成―郁金香‖形火焰;当预混气中二氧化碳、氮气、氩气体积分数逐渐增加,火焰在传播过程中失稳现象也逐渐加重,结构严重变形。并且,火焰由―球‖形向―指尖‖形转变的时间及―郁金香‖火焰的形成时间均出现了滞后;当二氧化碳、氮气、氩气体积分数分别增加至18%、21%、24%时,预混气火焰在传播过程中未形成―郁金香‖形火焰。(4)研究了预混气中惰性气体体积分数的变化对当量丙烷-空气预混气爆炸火焰传播速度的影响。结果表明:随二氧化碳、氮气、氩气体积分数的增加,预混气火焰传播的最大速度及平均速度均呈减小趋势。当二氧化碳、氮气、氩气体积分数分别达30%、33%、39%时,预混气爆炸被完全抑制。