氢能作为一种清洁能源,具有取之不尽、用之不竭的特点,是能源技术领域的一大热点。但是由于其本身具有危险性,因此在氢能的生产、储运、利用方面都有一些安全问题需要去解决。在氢气的输送管道中,若可燃气体被点燃,发生爆炸,火焰可能会在整个管网中传播,因此为了避免这种危险,经常在管道中使用阻火器,利用其特性来抑制火焰传播。本文主要使用阻火材料的其中一种——多孔板,来研究其在氢气-空气火焰发展初期的阻火特性,并通过研究多孔板的参数变化对阻火效果和淬熄规律的影响,来指导发展多孔板阻火的关键技术。为了得到氢气-空气混合气体燃烧的动态过程,建立了淬火研究实验平台,通过实验方法探究混合气体初始压力、氢气当量比、多孔板厚度、多孔板孔隙率等对阻火特性的影响。通过纹影系统和高速摄像来采集火焰图像,通过压力数据采集系统来记录管道内的压力动态变化,并对火焰图像和压力数据开展分析研究。氢气-空气混合气体燃烧形成层流火焰并经过多孔板时,可以观察到三种火焰发展模式:“通过”、“淬熄”、“接近临界”。在“通过”模式下,火焰发展经历三个阶段,即层流火焰、射流火焰和湍流火焰。然而在“淬熄”模式下只能观察到层流火焰。随着初始压力的增加,层流火焰传播速度增大。若火焰穿过多孔板后,火焰速度大幅增加,并发展为湍流火焰。在“通过”模式下的多孔板上游区域发现了三个压力峰值,其中P1是由于混合气体的缓慢燃烧生成产物引起的,P2是由于多孔板下游的超压引起的,P3是由于压力波到达末端壁面并反射回多孔板上游区域造成的。在下游区域压力明显增大,并且只有两个压力峰值,其中第一个峰值是由火焰的加速碰撞引起的,第二个压力峰值可能是由于压力波在多孔板下游底端壁面反射造成的。在“淬熄”模式下,压力则几乎检测不到。压力峰值和最大压力上升速率随着初始压力的增大而增大,且峰值出现时间提前。改变氢气当量比,可以发现火焰传播速度随着氢气当量比的增大而增大。在“通过”模式和“淬熄”模式下,PT1的压力峰值随着氢气当量比的增大而增大,且峰值出现的时间提前,最大压力上升速率增大;PT2的压力峰值和最大压力上升速率先增大后减小,在Φ=1.25时达到最大;改变多孔板的厚度,上游区域的层流火焰传播过程无影响,但是在下游区域,多孔板厚度的增加会导致严重的速度下降,直至发生淬火。在“通过”模式下,压力峰值和最大压力上升速率随着多孔板厚度的增加而增大;改变多孔板的孔隙率,可以发现火焰传播速度随着孔隙率的增大而减小。在“通过”模式和“淬熄”模式下,压力峰值均随着孔隙率的增大而减小,且振荡幅值增大,峰值出现的时间延迟,最大压力上升速率减小。通过对不同变量的淬火临界压力数据进行分析后得到:氢气当量比在1.0附近时反应剧烈,不容易发生淬熄,贫氢或富氢都有利于发生淬熄;多孔板厚度越大,越容易发生淬熄;孔隙率越小,越容易发生淬熄。