三種鹽類超細水霧抑制管道內甲烷-空氣預混氣爆炸的差異性*

賈海林，翟汝鵬，李第輝，項海軍，楊永欽

（1. 河南理工大學河南省瓦斯地質與瓦斯治理重點實驗室-省部共建國家重點實驗室培育基地，河南 焦作 454000；2. 河南理工大學安全科學與工程學院，河南 焦作 454000）

隨著生態(tài)環(huán)保意識的提高，使用清潔能源代替煤炭資源受到了極大重視[1]。各地區(qū)也都積極地實施煤改氣工程，然而天然氣富集區(qū)向燃氣需求區(qū)輸送過程中敷設的長距離管網存在一定的安全風險，有引發(fā)管網爆炸事故的風險，如2014 年高雄燃氣管網爆炸，2018 年波士頓的燃氣管網爆炸。

針對預混氣燃爆機理及傳播特性的研究已經卓有成效[2-5]。陳鵬等[6]研究發(fā)現(xiàn)甲烷/空氣預混氣爆炸受遮擋物影響會出現(xiàn)火焰逆流并持續(xù)加速現(xiàn)象。周寧等[7]通過改變遮擋物的間距及阻塞比發(fā)現(xiàn)遮擋物間距為管長1 倍時，丙烷/空氣預混氣爆炸火焰加速明顯。為了抑制預混氣爆炸危害，細水霧或含添加劑細水霧常被應用于燃爆場所[8-14]。裴蓓等[15]研究CO2和超細水霧協(xié)同抑制甲烷/空氣預混氣爆炸時，發(fā)現(xiàn)CO2能夠有效彌補超細水霧的不足。紀虹等[16]研究了不同霧通量的超細水霧降解與抑制甲烷爆炸的特性，認為隨著霧通量的增大，甲烷的降解速率會加快；管道內爆炸超壓、平均壓升速率呈現(xiàn)下降的趨勢。Rui 等[17]研究了不同體積分數(shù)的超細水霧對不同濃度甲烷爆炸的抑制作用。Modak 等[18]認為粒徑小的細水霧較粒徑大的細水霧的抑制效率高。楊克等[19]對比分析了含不同濃度草酸鉀的超細水霧對甲烷的抑爆特性，發(fā)現(xiàn)濃度為2%草酸鉀抑爆效果最佳。Joseph 等[20]認為含NaCl、KCl 和KHCO3的細水霧可有效提高滅火效率，而含(NH4)2HPO4細水霧的滅火效果不佳。余明高等[21-22]開展了含MgCl2、FeCl2細水霧和含NaCl 的荷電超細水霧抑制單管瓦斯爆炸的實驗，發(fā)現(xiàn)含添加劑細水霧和帶荷電的超細水霧均能抑制和降低爆炸傳播速度和火焰溫度。Gan 等[23]進行了含NaCl 和NaHCO3細水霧對PMMA 粉塵爆炸抑制實驗，指出含添加劑細水霧能夠降低火焰?zhèn)鞑ニ俣取⒆罡邷囟群蜕郎厮俾?。陳曉坤等[24]通過比較單管道內含NaHCO3、KCl 細水霧與純水細水霧的抑爆性能，認為含添加劑超細水霧抑爆效率顯著。Cao 等[25-27]開展了含NaCl 超細水霧抑制密閉管道內不同濃度甲烷/空氣的爆炸實驗，結果表明添加NaCl 可以明顯改善超細水霧的冷卻作用和吸熱效果。

綜合前人研究發(fā)現(xiàn)，關于細水霧抑制預混氣爆炸的實驗主要集中在單段管道，且細水霧粒徑多為Ⅱ級，對于預混氣爆炸跨越至后續(xù)管網的傳播特性、抑爆規(guī)律以及鹽類超細水霧的綜合作用的研究相對較少。針對現(xiàn)實中燃氣采用管道輸運這一現(xiàn)狀，搭建兩節(jié)管道預混氣爆炸傳播及抑爆實驗系統(tǒng)，開展不同種類、不同鹽類質量分數(shù)及不同霧通量鹽類超細水霧抑制甲烷體積分數(shù)為9.5%的甲烷-空氣預混氣的爆炸實驗，分析不同工況下爆炸超壓、火焰鋒面及火焰平均傳播速度的變化，以期研究結果可為燃氣安全輸運及燃爆事故預防提供指導。

1 管道預混氣爆炸傳播及抑爆系統(tǒng)

1.1 實驗系統(tǒng)組成及功能

為研究和對比分析管道預混氣爆炸特征和鹽類超細水霧的抑爆效果，自主搭建了兩節(jié)管道預混氣爆炸傳播及抑爆實驗系統(tǒng)（見圖1），該系統(tǒng)由預混氣配置單元、管道預混氣爆炸單元、爆炸超壓及火焰信息采集單元和超細水霧霧化單元組成。預混氣配置單元包括空壓機、高純高壓甲烷氣體存儲鋼瓶、閥門、耐高壓樹脂軟管、快速接頭、質量流量計等組成。管道預混氣爆炸單元由兩段長度為50 cm、截面為10 cm×10 cm、耐壓2 MPa 的有機玻璃管道（A、B）和點火系統(tǒng)組成。管道A、B 采用法蘭連接并在連接處用PVC膜將其分隔，然后將密封膠墊置于PVC 膜外側，確保管道連接的密閉性。管道A 的右端采用不銹鋼鋼板密閉，鋼板上分別設置有點火器、高頻壓力傳感器和進氣閥門預留孔。管道B 左端采用PVC 膜密封，作為預混氣爆炸時的泄壓口。點火系統(tǒng)采用陶瓷鎢棒材料制成的點火電極和HE119 系列的高能點火器，點火器間距為5 mm，放電電壓為6 kV，工作頻率為50 Hz。爆炸超壓及火焰信息采集單元由高頻壓力傳感器、USB-1608FS 型數(shù)據采集卡、M310 型高速攝像機和計算機組成。高頻壓力傳感器工作范圍為-0.1～0.2 MPa，響應時間為0.2 ms，精度為0.25%。高速攝像機最短曝光時間不長于1 μs，最高分辨率為1 024×1 024。實驗過程中信號采集頻率均為15 kHz，選取的拍攝頻率為3 200 s-1。為準確測定起爆時間，將RL-1 型光電傳感器置于管道A 的外側，探頭傾斜放置并指向點火電極。超細水霧霧化系統(tǒng)由超聲霧化裝置、密閉樹脂儲水箱及水霧導流管組成，其中壓電陶瓷霧化片的霧化速率約為4.2 mL/min，工作頻率為1 700 kHz。實驗系統(tǒng)可實現(xiàn)以下功能：（1）研究不同類型、不同體積分數(shù)預混氣在不同管段的爆炸超壓、火焰鋒面?zhèn)鞑ヌ匦?；?）分析不同霧通量純水超細水霧抑制預混氣爆炸的弱化效果；（3）開展不同類型、不同鹽類質量分數(shù)、不同霧通量鹽類超細水霧抑制預混氣爆炸的抑制實驗。

圖1 兩節(jié)管道預混氣爆炸及抑爆實驗系統(tǒng)Fig.1 Experimental system for the premixed gas explosion and explosion suppression in a two-section pipeline

1.2 超細水霧粒徑分布測定

水霧粒徑采用相位多普勒激光測速儀進行測量。該儀器主要應用于霧化測量以及氣固兩相測量，主要由激光器、發(fā)射（接收）光路系統(tǒng)、信號處理系統(tǒng)、全自動位移系統(tǒng)和數(shù)據處理系統(tǒng)構成。粒徑測量范圍為0.3～7 000 μm，測量精度為±0.5 μm。實驗中鹽類超細水霧的水霧粒徑分布見圖2。由圖2 可知，粒徑總體分布在0～20 μm，且水霧粒徑大部分在0～10 μm。根據NFPA750 標準中細水霧的分級分類[28]可知，90%以上的細水霧粒徑小于200 μm 被定義為第Ⅰ級。秦俊等[29]認為水霧平均粒徑的索太爾平均直徑小于50 μm 的可以稱為超細水霧。因此，本實驗霧化系統(tǒng)所產生的水霧可稱為超細水霧。

圖2 超聲霧化產生的細水霧粒徑分布Fig.2 Particle diameter distribution of water mist generated by ultrasonic atomization

1.3 實驗工況及過程

實驗前預先分別配置鹽類質量分數(shù)為2%、4%、6%和8%的NaCl、MgCl2和NaHCO3溶液。為使爆炸單元管道A、B 內預混氣（CH4與空氣的混合氣體）的化學當量比為9.5%，實驗配氣基于分壓法計算管道A、B 內需要的通氣量。實驗過程：（1）檢查儀器并調試，確保測試系統(tǒng)處于待機狀態(tài)；（2）將PVC 薄膜緊貼于管道A 和B 之間、管道B 末端，之后同時打開管道A、B 的進氣閥和出氣閥，通入4 倍于管道容積的預混氣體于管道A、B 中，充氣時間設定為8 min，保證管道內部氣體置換完全；（3）保持管道B 與超聲霧化裝置間的進氣閥處于開啟狀態(tài)，并啟動超聲霧化裝置；（4）按照不同的工況通入相應的水霧量（0、2.1、4.2、6.3 和8.4 mL），充氣和管道B 內通細水霧全部結束后，關閉進氣閥和出氣閥，啟動點火器，同時采集壓力數(shù)據并存儲拍攝到的火焰圖像；（5）重復上述步驟，進行下一次實驗，每次實驗前需將拆卸下的管道B 用吹風機吹干，每組工況重復3～5 次。

2 預混氣爆炸及抑爆實驗分析

2.1 不同鹽類超細水霧對爆炸超壓振蕩曲線及最大超壓峰值的影響

不同水霧通入量和不同鹽類質量分數(shù)的鹽類超細水霧抑制甲烷體積分數(shù)為9.5%的甲烷-空氣預混氣的爆炸超壓p 曲線及最大超壓pmax變化情況如圖3～6 所示。提取圖3(a)、4(a)和5(a)不同工況下的爆炸超壓最大值，計算同一霧通量V、不同鹽類質量分數(shù)w 下的最大爆炸超壓變化值Δpmax以及增幅η，匯總在表1～3 中。

圖3 NaCl 超細水霧對甲烷體積分數(shù)為9.5%的甲烷-空氣預混氣的爆炸超壓振蕩曲線及最大超壓峰值的影響Fig.3 Explosion overpressure-time curves and the maximum explosion overpressures affected by water mists containing NaCl for premixed methane-air mixture with the methane volume fraction of 9.5%

圖4 MgCl2 超細水霧對甲烷體積分數(shù)為9.5%的甲烷-空氣預混氣的爆炸超壓振蕩曲線及最大超壓峰值的影響Fig.4 Explosion overpressure-time curves and the maximum explosion overpressures affected by water mists containing MgCl2 for premixed methane-air mixture with the methane volume fraction of 9.5%

觀察圖3(a)、4(a)和5(a)知，隨著時間的推移，爆炸超壓曲線呈現(xiàn)出多個峰值。爆炸超壓曲線在達到最大值前出現(xiàn)2 個波峰：第1 個波峰是由于爆炸形成的前驅壓力波沖破管道A、B 間的薄膜后泄壓引起的，使超壓呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢；第2 個波峰是由于前驅壓力波沖破管道B 左端的薄膜泄壓造成的。末端管道破膜后未燃預混氣因管道壓力驟變而卷吸進入爆炸反應區(qū)，導致爆炸火焰繼續(xù)向末端管道傳播，前驅壓力波使得末端管道的薄膜再次進一步破裂。當爆炸反應所產生的能量與周圍環(huán)境吸收而消耗的能量相等時，爆炸超壓處于最大峰值，對應于圖3(a)、4(a)和5(a)的最大峰值，也即第3 個波峰。之后，隨著器壁的冷卻效應、周圍環(huán)境等因素消耗的能量大于反應所放出的能量時，壓力呈現(xiàn)下降趨勢。

圖5 NaHCO3 超細水霧對甲烷體積分數(shù)為9.5%的甲烷-空氣預混氣的爆炸超壓振蕩曲線及最大超壓峰值的影響Fig.5 Explosion overpressure-time curves and the maximum explosion overpressures affected by water mists containing NaHCO3 for premixed methane-air mixture with the methane volume fraction of 9.5%

圖6 霧通量均為8.4 mL、鹽類質量分數(shù)不同的不同鹽類超細水霧作用下爆炸超壓變化的差異性Fig.6 Differences of the explosion overpressures affected by ultrafine water mists with three different salts and different salt mass fractions under the same mist flux

表1 NaCl 超細水霧作用下最大爆炸超壓的變化Table 1 Changes of the maximum explosion overpressures under the suppression of ultrafine water mists containing NaCl

表2 含NaHCO3 超細水霧作用下最大爆炸超壓的變化Table 2 Changes of the maximum explosion overpressure under the suppression of ultrafine water mists containing NaHCO3

表3 MgCl2 超細水霧作用下最大爆炸超壓的變化Table 3 Changes of the maximum explosion overpressures under the suppression of ultrafine water mists containing MgCl2

分析表1～3 可知，對于相同霧通量和鹽類質量分數(shù)的超細水霧，NaCl 超細水霧的抑爆效果最好，MgCl2超細水霧次之，NaHCO3超細水霧抑爆效果最差。例如：在鹽類質量分數(shù)均為8%，分別含NaCl、MgCl2和NaHCO3的3 種超細水霧作用下，霧通量為4.2 mL 時，最大爆炸超壓分別為13.9、14.0 和16.6 kPa；霧通量為8.4 ml 時，最大爆炸超壓分別為9.9、11.7 和12.8 kPa。與無超細水霧下的最大爆炸超壓（記為pmax,1，由圖3 知pmax,1為23.5 kPa）相比，降幅分別達到40.9%、40.5%、29.4%和57.9%、50.2%、45.6%；與純超細水霧下的最大爆炸超壓（記為pmax,2，相應數(shù)值見表1～3）相比，降幅分別達到25.7%、25.1%、11.2%和35.7%、24%、16.9%。NaCl 超細水霧作用下的pmax,8.4和pmax,1的差值約為pmax,8.4和pmax,2差值的2.5 倍，而鹽類質量分數(shù)為2%和4%的NaHCO3超細水霧作用下的pmax,4.2相對于pmax,2要弱得多，最大爆炸超壓下降比例僅從0.5%增加到2.1%。鹽類超細水霧均會使最大爆炸超壓峰值有所降低的原因有3 方面：（1）管道A 內爆炸反應引發(fā)的前驅壓力波致使管道A 與管道B 之間的PVC 薄膜發(fā)生破裂，從而誘導未反應區(qū)內可燃氣體進入爆炸反應區(qū)，促進管道B 內的爆炸反應進行，此時管道B 內的超細水霧通過汽化吸收火焰的熱量，降低火焰溫度和燃燒速率，且汽化產生的水蒸氣能夠稀釋預混氣體，削弱反應區(qū)的熱輻射強度；（2）汽化后析出的NaCl、MgCl2和NaHCO3晶體同樣可以吸收火焰陣面熱量，并隨著鹽類質量分數(shù)和水霧量的增加，削弱熱輻射強度和阻隔熱傳遞能力不斷增強；（3）分散于反應區(qū)的NaCl、MgCl2和NaHCO3離子氣相組分會同甲烷-空氣預混氣爆炸反應產生的高能自由基發(fā)生碰撞和自由基消亡反應，極大降低了高能自由基參與鏈式反應的幾率，高能自由基的消耗使得爆炸鏈式反應增長速度減降低，進而爆炸被抑制。

分析圖3(b)、4(b)和5(b)可知，同一霧通量、同一鹽類、不同質量分數(shù)的超細水霧作用下，當質量分數(shù)從0%增加至8%，爆炸超壓峰值隨著質量分數(shù)的增大顯著降低，這表明超細水霧中鹽類質量分數(shù)的增大能有利于增強抑爆效果。同一鹽類、同一質量分數(shù)、不同霧通量的超細水霧作用下，當霧通量從2.1 ml增加至8.4 ml，爆炸超壓峰值隨著霧通量的增大而減小，近似呈線性負相關趨勢下降，且爆炸超壓曲線上升緩慢，這表明鹽類超細水霧霧通量的增大能顯著提高抑爆效果。

2.2 不同鹽類超細水霧對火焰鋒面位置和火焰平均傳播速度的影響

由前述分析可知，隨著水霧通入量和鹽類質量分數(shù)的增大，綜合抑爆效果會逐漸增強。為了分析3 種鹽類超細水霧對管道B 內火焰鋒面位置和火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊挠绊?，提取了霧通量均為8.4 mL、鹽類質量分數(shù)不同的不同鹽類超細水霧作用下火焰峰面到達管道B 末端的時間tter，計算了相對于無細水霧作用下火焰峰面到達管道B 末端的延遲時間Δt 以及相應的延遲幅度ξ，匯總于表4。選取霧通量均為8.4 mL、鹽類質量分數(shù)均為8%的不同鹽類超細水霧作用下管道B 內的火焰鋒面位置和火焰平均傳播速度進行分析，詳見圖7～8。

表4 不同工況下3 種鹽類超細水霧作用下火焰峰面到達管道末端的時間Table 4 Times for the flame front to arrive at the terminal end of pipe B affected by three ultrafine water mists with different salts under different working conditions

圖7 不同鹽類超細水霧作用下管道B 內爆炸火焰鋒面位置的變化Fig.7 Changes of explosive flame front positions in pipe B affected by different ultrafine water mists

圖8 不同鹽類超細水霧作用下管道B 內爆炸火焰平均傳播速度的變化Fig.8 Changes of average propagation velocities of explosion flames in pipe B affected by different ultrafine water mists

分析圖7 和表4 可知，無細水霧作用下，火焰鋒面位置呈斜率較大的線性趨勢快速上升，火焰鋒面穿越B 區(qū)到達管道末端僅需5.27 ms，純水超細水霧作用下需8.06 ms。3 種鹽類超細水霧作用下火焰鋒面位置呈震蕩曲線的形狀緩慢上升，火焰到達管道B 末端的時間延長，分別延遲至12.40 ms（NaHCO3）、15.19 ms（MgCl2）和17.98 ms（NaCl），延遲幅度較純水超細水霧作用下達到了53.8%（NaHCO3）、88.5%（MgCl2）和123.0%（NaCl）?？傮w來說，這3 種鹽類超細水霧對爆炸超壓和火焰鋒面均有一定抑制效果，但NaCl 超細水霧的抑制效率最高，MgCl2超細水霧的抑制效率次之，NaHCO3超細水霧的抑制效率最低。

觀察圖7 發(fā)現(xiàn)，火焰在管道B 內傳播時，火焰鋒面位置出現(xiàn)下降-上升-再下降的傳播現(xiàn)象。NaCl 超細水霧作用下火焰鋒面在0.62 ms 時出現(xiàn)第1 次后退，火焰鋒面在4.34 ms 時后退較顯著，火焰鋒面在10.23 ms 時發(fā)生急劇后退。MgCl2、NaHCO3超細水霧作用下，火焰鋒面出現(xiàn)第1 次后退的時間分別為1.24 和2.48 ms，火焰鋒面出現(xiàn)顯著后退的時間分別為9.92 和9.61 ms。相比來說，NaCl 超細水霧作用下火焰鋒面顯著后退發(fā)生較早，NaCl 超細水霧作用下火焰鋒面后退現(xiàn)象共出現(xiàn)了5 次，而MgCl2、NaHCO3超細水霧作用下火焰鋒面分別出現(xiàn)了4 次和2 次后退。這也證明了鹽類超細水霧可以有效延緩火焰陣面的推進速度，延長了火焰陣面?zhèn)鞑ブ凉艿繠 末端的時間。

觀察圖8 可知，無細水霧作用下管道B 內火焰平均傳播速度為94.88 m/s。當霧通量為8.4 mL 時，3 種鹽類超細水霧作用下，管道B 內火焰平均傳播速度分別下降至27.81 m/s（NaCl）、32.92 m/s（MgCl2）和40.32 m/s（NaHCO3），下降率分別達到70.7%、65.3%和57.5%。這表明在霧通量和鹽類質量分數(shù)相同的情況下，NaCl 超細水霧作用下管道B 內火焰平均傳播速度最小，MgCl2超細水霧作用下次之，NaHCO3超細水霧作用下最大。在鹽類質量分數(shù)相同、霧通量不同的情況下，管道B 內火焰平均傳播速度同樣遵循前述規(guī)律。鹽類超細水霧作用下火焰鋒面出現(xiàn)延遲后退的原因在于：管道A、B 之間的薄膜類似于傳播過程的障礙物，爆炸后的破膜作用造成火焰面發(fā)生褶皺變形，火焰陣面的燃燒面積被拉伸；當火焰演化傳播時，褶皺變形的火焰陣面被進一步分離成小火焰團；之后，在管道B 傳播時鹽類超細水霧會包絡這些爆炸火焰及分離的小火焰團，在高溫作用下鹽類超細水霧形成的水蒸氣和析出的鹽類微小晶體吸收了火焰團前鋒的大量熱量，削弱了主體火焰對前鋒火焰團的輻射熱，使得前鋒火焰團會反復窒息熄滅，導致火焰前鋒由火焰團轉為主體火焰作為主鋒面，繼而使得火焰鋒面出現(xiàn)不同次數(shù)后退。

3 不同鹽類超細水霧抑爆機理

3.1 鹽類超細水霧的抑爆作用

鹽類超細水霧是通過物理和化學的雙重作用達到抑爆效果的，選取霧通量均為8.4 mL、鹽類質量分數(shù)均為8%、不同鹽類超細水霧作用下管道B 內的火焰圖像見圖9。分析圖9 可知，爆炸前驅波穿越管道A 并破膜后進入管道B，此時鹽類超細水霧在高壓氣流驅使下快速進入爆炸反應區(qū)，鹽類超細水霧的回流能撕裂火焰團陣面，由于具有較大的比表面積，增大了對火焰團的包裹性，弱化了反應區(qū)和未燃區(qū)之間的熱傳遞。根據阿倫尼烏斯公式[30]可知，這會降低火焰前沿溫度和預混氣的爆炸反應速率，且導致火焰團前鋒被分割成體積不均的小火焰團，使得管道B 內的火焰形貌呈內凹外凸的演化結構。鹽離子隨著超細水霧的蒸發(fā)會以微小的晶體析出，析出量隨著鹽類質量分數(shù)的增大而增多。卷吸作用下微小的鹽離子晶體分散于管道B 內的爆炸反應區(qū)，一方面吸收火焰熱量，增強吸熱能力；另一方面高溫下氣相分解出的鹽離子能銷毀爆炸反應區(qū)的活性自由基（OH·和H·等），中斷鏈式反應，而且會因為鹽離子的焰色反應，造成火焰亮度有所增強。此外，鹽離子會與活性自由基發(fā)生碰撞，使得高活性的自由基在能量交換過程中失去活性。

3.2 不同鹽類超細水霧抑爆差異性

添加劑種類的不同，爆炸反應區(qū)內鹽離子與高能自由基相互作用也有所差異，作用路徑見圖10。分析圖10 可知，鈉離子、鎂離子和氯離子在第三體作用下能消耗大量的活性自由基，Na+與OH-結合產生氫氧化鈉，成為主要消耗活性基團（H·和OH·）的中間產物，Mg2+與OH-結合生成氫氧化鎂，氫氧化鎂在高溫下分解的氧化鎂具有較大的表面能，能夠吸附高活性基團（H·），終止相關的鏈式反應[31]。H·和OH·在Cl-的催化作用下生成大量的水分子。NaHCO3受熱分解的氧化鈉和水蒸氣反應生成氫氧化鈉，氫氧化鈉通過捕獲活性基團（H·和OH·），使得鏈式反應中的高能自由基減少，降低爆炸強度。同時水分子作為第三體基元M 催化H·和OH·反應（ 2 H+H2O →H2+H2O,H+OH+M →H2O+M ），促進水分子進一步增多，正反饋效應降低支鏈反應。

圖10 三種鹽類超細水霧抑爆機理Fig.10 Explosion suppression mechanism by three ultrafine water mists with different salts

其主要基元反應過程如下：

Na+OH+M →NaOH+M, NaOH+H →Na+H2O,

NaOH+OH →NaO+H2O, H+OH+Cl →H2O+Cl

Mg+OH+M →Mg(OH)2+M, Mg(OH)2+H →Mg+H2O,

Cl+Cl+M →Cl2+M, H+OH+Cl →H2O+Cl

NaHCO3→Na2CO3+H2O+CO2, Na2CO3→Na2O+CO2

Na2O+H2O →NaOH, NaO+H →Na+OH

4 結 論

利用自行搭建的兩節(jié)管道瓦斯爆炸傳播及抑爆實驗系統(tǒng)，模擬分析了管道瓦斯爆炸跨越至后續(xù)管網的爆炸傳播特性以及不同種類、不同鹽類質量分數(shù)及不同霧通量鹽類超細水霧抑爆效果。通過實驗分析和理論研究，主要獲得了以下結論：

（1）甲烷體積分數(shù)為9.5%的甲烷-空氣預混氣爆炸在鹽類（NaHCO3、MgCl2和NaCl）超細水霧作用下爆炸超壓振蕩曲線緩慢上升，抑爆效果優(yōu)于純水超細水霧。隨著鹽類超細水霧的鹽類質量分數(shù)和霧通量的增大，含NaCl 超細水霧抑制效能相對最優(yōu)。在霧通量均為8.4 mL，鹽類質量分數(shù)均為8%的3 種鹽類超細水霧作用下的最大爆炸超壓峰值較無超細水霧工況下降幅度分別達到45.6%（NaHCO3）、50.2%（MgCl2）和57.9%（NaCl）。

（2）鹽類超細水霧作用下，火焰鋒面穿越B 區(qū)到達管道B 末端的時間較無細水霧和純水超細水霧作用下出現(xiàn)延遲且火焰鋒面在管道中傳播時呈現(xiàn)不同次數(shù)的后退現(xiàn)象。在鹽類超細水霧的鹽類質量分數(shù)均為8% 和和霧通量均為8.4 mL 的情況下，NaCl 超細水霧作用下火焰鋒面出現(xiàn)了5 次后退現(xiàn)象，MgCl2和NaHCO3超細水霧作用下火焰鋒面僅分別出現(xiàn)了4 次和2 次后退現(xiàn)象。

（3）鹽類超細水霧對火焰平均傳播速度和爆炸超壓的影響規(guī)律趨于一致，鹽類質量分數(shù)為8%的情況下，隨著鹽類超細水霧霧通量的增大，火焰到達管道B 末端的時間延遲，管道B 段內的火焰平均傳播速度呈階梯下降趨勢。與無超細水霧作用下的火焰平均傳播速度（94.88 m/s）相比，分別下降了57.5%（NaHCO3）、65.3%（MgCl2）和70.7%（NaCl），火焰到達管道末端時間分別延遲至17.98 ms（NaCl）、15.19 ms（MgCl2）和12.4 ms（NaHCO3）。