刚性和柔性多孔材料作用下氢气爆轰胞格结构的演化规律

作     者：罗荣钦 彭澳 张静雯 王珺 陈先锋 申利远 师吉浩 孙绪绪 LUO Rongqin;PENG Ao;ZHANG Jingwen;WANG Jun;CHEN Xianfeng;SHEN Liyuan;SHI Jihao;SUN Xuxu

作者机构：武汉理工大学安全科学与应急管理学院湖北武汉430070 中国消防救援学院北京102220 香港理工大学建筑环境与能源工程系中国香港ZS843 

出 版 物：《高压物理学报》 (Chinese Journal of High Pressure Physics)

年 卷 期：2024年第38卷第3期

页      面：181-190页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：湖北省重点研发“揭榜挂帅”科技项目(2022BEC024) 广东省自然科学基金(2023A1515012080) 国家自然科学基金(12302443) 国家重点研发计划(2021YFB4000901) 火灾与爆炸安全防护重庆市重点实验室开放基金(LQ22KFJJ06) 中央高校基础研究项目(223161001) 中国民航大学民航热灾害防控应急重点实验室开放基金(RZH2021-KF-05) 中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室开放基金(HZ2022-KF09) 

主　　题：爆轰胞格结构 柔性多孔材料 刚性多孔材料 爆轰极限 氢气 

摘      要：多孔材料作为高效吸波耗能介质,广泛应用于爆轰衰减研究中。为进一步揭示多孔材料的抑爆机理,系统研究了柔性(海绵)和刚性(金属丝网)2种典型多孔材料对氢氧爆轰胞格结构的影响,以及海绵和金属丝网厚度、孔隙率对爆轰胞格结构、尺寸等参数的影响。采用烟熏板技术记录爆轰波的胞格图案,并计算得到爆轰胞格尺寸;采用压力传感器记录爆轰波到达时间,进而计算得到爆轰波的平均传播速度。结果表明,爆轰胞格结构与海绵和金属丝网的厚度、孔隙率密切相关,此外研究发现了多个爆轰传播阶段,包括爆轰失效、加速和再起爆。爆轰胞格尺寸也与海绵和金属丝网的厚度、孔隙率密切相关,增大多孔材料厚度和减小孔隙率均能显著增大爆轰胞格尺寸。通过对比分析海绵与金属丝网对爆轰胞格尺寸的影响发现,在相同条件下,刚性多孔材料对爆轰的抑制作用更强,但这种差距会随着多孔材料厚度的增加而减小。最后,通过引入无量纲参数D_(H)/λ量化分析爆轰传播极限。对于柔性和刚性多孔材料而言,其爆轰传播极限可分别近似量化为D_(H)/λ≈3.0和D_(H)/λ≈3.1。