本论文选用甲烷这一代表性可燃气体,对方形可燃性气体爆炸实验管道进行了技术改进,通过在管道中设置带有不同开孔面积和不同开孔形状的带孔障碍物隔板、孔径不同的纱网障碍物,改变管道本身的部分形状和管径等,使其内部结构复杂化,对在各种复杂管道条件下爆炸火焰波和激波传播受到的影响进行了研究,同时使用Fluent软件建立与实验管道一致的模型进行模拟。将模拟结果与现实的实验数据进行对比,更深入地研究火焰传播中火焰波和激波的变化,得到更全面的实验结果。带孔障碍物隔板对火焰波和激波的传播具有一定程度的激励作用。障碍物隔板阻塞率上升会导致障碍物前后的压差变大,火焰传播速度下降。在阻塞率相同的情况下,最大超压与障碍物隔板开孔形状的关系为P_三角形>P_方形>P_圆形>P_空载管道。最大火焰传播速度与障碍物隔板开孔形状的关系为v_三角形>v_方形>v_圆形>v_空载管道。纱网障碍物对火焰波和激波的传播具有一定程度的激励作用。火焰传播速度在爆炸起始阶段比空载管道快,当火焰接近纱网障碍物时,火焰传播速度快速下降,穿过纱网障碍物后火焰速度上升,超压上升至峰值。火焰波穿过孔径为0.8mm的纱网障碍物时会发生熄爆现象并产生二次爆炸,使火焰速度快速上升至峰值。火焰波和激波在经过变径管道扩张段和收缩段时会受到激励。在管道扩张段,压力快速升高,火焰变化符合流体力学原理;爆炸超压管道收缩段时达到最大值;在管道末段,收缩段积聚的压力与盲板反射作用产生的反射波相互叠加,引起压力小幅度上升。使用Fluent模拟软件,模拟研究爆炸在空载管道中传播的过程中火焰波和激波的变化,发现空载管道中不同监测点测得的压力变化基本一致,爆炸产生的动压相比静压显得很小,爆炸压力主要为静压。对设置障碍物管道进行模拟实验,发现火焰在传播至障碍物前的各项参数基本不变,当火焰传播至障碍物时,火焰传播速度变快,并且在障碍物附近激波压力值突然激增,整个爆炸过程变快。对变径管道进行模拟实验,发现变径管道中火焰传播过程变化与空载管道之间的区别主要体现在管道扩张段和管道收缩段。火焰通过管道扩张段时,火焰的湍流度增加,火焰的燃烧面出现明显的变形,并且火焰的轴向传播速度会快于径向传播速度,火焰厚度上升;火焰传播至管道收缩段时,压力发生积聚,使火焰发生压缩、变形和褶皱,火焰厚度明显减小。