可燃液体燃料是民用工业以及国防工业重要材料,其爆炸安全性研究是安全科学领域重要研究问题。可燃液体燃料云雾形成涉及诸多瞬态变量,且对云雾爆炸过程产生直接影响,使得云雾爆炸问题的研究更具有复杂性。本文以揭示可燃液体燃料云雾爆炸规律为目的,建立了云雾形成和多元变量测量的新方法,构建了云雾形成和爆炸实验系统;结合当前实际需要,开展了可燃液体燃料云雾爆炸极限和爆炸发展过程的研究,取得了如下主要创新成果。基于多相流理论及气动雾化原理,提出了二次脉动雾化方法,即一次气动力对液体产生两次脉动作用。该方法使液体形成液膜后进一步碎裂成细小液滴,同时形成大喷雾张角,改善了液体雾化效果和均匀性,实现了与20L球形爆炸空间结构的瞬态匹配。建立了云雾形成和爆炸多元变量测量方法,主要包括:相同粒径条件下不同浓度的测量方法,云雾中气相浓度和液相浓度的测量方法,云雾均匀性测量方法等。最后基于云雾形成方法和多元变量测量方法,构建了20L球型云雾形成和爆炸实验系统,实现了云雾粒径、浓度、爆压、爆温、火焰、湍流强度等系统参数瞬态测量。运用20L球型云雾形成和爆炸实验系统,得到了在不同粒径、不同点火能量下乙醚和正癸烷云雾的爆炸极限,同时分析了相同粒径条件下5种可燃液体(环氧丙烷、乙醚、正戊烷、正辛烷、正癸烷)云雾爆炸下限的区别,揭示了可燃液体云雾爆炸极限的特征规律。同时获得了不同粒径下乙醚和正癸烷云雾的爆炸参数(超压峰值、温度峰值、最大压力上升速率和最大温度上升速率以及最小点火能量)、不同浓度下乙醚云雾火焰传播延迟时间和火焰传播过程,并通过实验和分析计算得到了不同粒径条件下乙醚云雾最大有效燃烧速度,从而揭示了可燃液体燃料云雾爆炸发展过程的特征规律。本文建立了可燃液体云雾形成和爆炸研究新型实验系统,获得了典型可燃液体燃料云雾爆炸极限和爆炸发展过程特征规律,对预防和控制可燃液体燃料爆炸事故发生具有指导意义,同时丰富了可燃液体云雾形成和爆炸理论基础。