近日，程扬帆教授课题组已毕业硕士研究生王瑞在甲烷/异戊二烯气液两相爆炸特性与抑爆机理方面取得重要进展。研究成果以“Study on the gas-liquid two-phase explosion characteristics and suppression mechanism of methane/isoprene mixture”为题发表在《International Communications in Heat and Mass Transfer》期刊上。该期刊是传热传质领域的重要国际期刊，专注于热传递、质量传递及燃烧相关基础研究。
图1 272 g·m⁻³异戊二烯/10 vol%甲烷混合物的火焰传播过程
随着异戊二烯（C5H8）在合成橡胶等工业领域的广泛应用，其生产过程常伴随甲烷产生，存在气液两相爆炸风险。课题组采用可视化等压气球实验系统，系统研究了不同质量浓度异戊二烯及不同体积分数甲烷/异戊二烯混合物的爆炸压力、火焰传播速度和温度分布。研究发现，异戊二烯最佳爆炸质量浓度为272 g·m–³，对应最大爆炸压力245.84 Pa；添加10 vol%甲烷后混合体系爆炸威力显著增强，爆炸压力达322.68 Pa，较纯异戊二烯提高约31%。在抑爆方面，三种惰性气体抑爆效果依次为CO₂>N₂>Ar。该研究揭示了甲烷/异戊二烯气液两相爆炸的协同增强机制和典型惰性气体的抑爆机理，为工业爆炸风险防控提供了理论支撑。
图2 三种惰性气体极限惰化体积分数下混合物的火焰传播过程：(a) N₂；(b) CO₂；(c) Ar
论文第一作者为课题组已毕业硕士研究生王瑞，通讯作者为程扬帆教授，安徽理工大学为第一单位，安徽江南爆破工程有限公司参与完成。研究工作得到国家自然科学基金（Nos. 12572409；12272001）等项目的资助。
该项研究是王瑞同学在程扬帆教授课题组攻读硕士学位期间完成的成果，凝聚了课题组长期以来的悉心指导与培养。课题组始终重视研究生的科研能力锻炼，支持毕业生在科研领域持续深耕，相关成果的持续产出也进一步体现了课题组的科研积累与育人成效。
