近些年来,频繁发生的煤矿瓦斯爆炸事故严重威胁着矿井工人的生命安全,给企业和社会都带来了极大负担。为此,一种有效的抑爆技术的提出就显得极为迫切。超细水雾作为一种新型的抑爆介质,由于其自身所具有的众多优点,已得到了大量学者的重视。本文采用实验和数值模拟相结合的方法,研究了超细水雾对甲烷爆炸的抑制效果及影响因素,并初步分析了抑制机理。本文目的是总结超细水雾抑爆规律,为工业应用提供理论分析基础。本文首先在容积为0.02025m3的密闭长方体容器中,进行了超细水雾抑制甲烷爆炸实验,获得了各个实验条件下的爆炸超压发展规律和火焰传播图像。在此基础上,对超细水雾抑制甲烷爆炸过程进行了三维数值模拟计算,并利用模拟结果对火焰温度和形态变化,以及流场流动特征进行了分析。通过对实验和数值模拟结果的分析,可得到如下主要结论：(1)甲烷爆炸时,火焰传播速度先增大,后减小,最后趋于波动,而且速度的这种波动趋势会一直保持到爆炸结束。郁金香火焰结构的出现,与火焰附近的大尺度涡团运动有关。(2)当加入超细水雾后,甲烷爆炸强度明显降低,表现在最大爆炸超压和最大火焰传播速度的减小,压力上升也变得缓慢。当水雾量达到一定值后,爆炸会被完全抑制。火焰面和燃烧产物区的颜色和透明度发生改变,温度也明显降低。火焰传播速度总体变化趋势未改变,但火焰的加速过程会变得缓慢。当水雾量足够大时,郁金香火焰结构消失。在整个爆炸过程中,火焰前方的未燃气体的流动方向始终与火焰传播方向一致。火焰后方的燃烧产物的流动方向,在爆炸前期与火焰传播方向相同,后期则相反。(3)超细水雾对火焰的热量吸收,造成火焰的温度和传播速度的降低。同时水蒸汽又能稀释未燃区的氧气浓度,对可燃气体产生窒息作用。(4)影响抑制效果的因素主要为水雾量和水雾颗粒粒径。水雾量越大,抑制效果越好。当水雾量一定时,颗粒粒径为15μm的水雾的抑制效果最好。