多孔球形材料阻火抑爆性能影响因素数值模拟研究

马 瑞，张有智，周春波

(1.火箭军工程大学，陕西 西安 710025； 2.火箭军士官学校，山东 青州 262500)

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近年来，随着阻隔防爆技术在石油化工、航空航天等领域的进一步推广，适用于特殊介质、特殊设备阻隔防爆的新型多孔球形材料的开发受到高度关注。阻火抑爆性能作为阻隔防爆材料核心关键的指标，其测试评价方法一直深受重视，自20世纪60年代以来，国内外普遍使用并形成技术标准的方法主要有实验室激波管试验法和外场的枪击试验、炮击试验、炸药静爆试验、烤燃试验等[1-4]。但这些方法存在最大的不足在于安全风险高，特别是进行高能高毒介质的试验时危险性更大，必须采取严密的安全防范措施和专用试验场地。计算机仿真技术的快速发展，使数值模拟研究分析多孔材料的阻火抑爆性能成为可能，国内外的相关学者进行了一些尝试性的探索。邢志祥等[5]基于商用Fluent软件建立二维多孔结构中湍流燃烧模型，对填充非金属多孔球形材料的密闭储罐内丙烷/空气预混可燃气体的爆燃过程进行了数值模拟，分析了多孔材料孔径对火焰和爆燃压力的抑制作用；胡延栋[6]也利用Fluent软件对多孔材料中氢氧混合气体爆炸过程进行了数值模拟，评价了多孔材料对氢氧爆燃的阻火抑爆性能；Marcelo[7]对甲烷/空气混合燃气在多孔材料中燃烧及传播的过程进行了一维模拟，分析了多孔介质对燃烧爆炸过程中最高温度值和传播火焰的降低和阻隔作用；……