張延煒，徐景德，胡 洋，田思雨，馮若塵，秦漢圣

（華北科技學(xué)院安全工程學(xué)院，河北 廊坊 065201）

甲烷是自然界中常見的烷烴類氣體，也是礦井瓦斯的主要成分，其爆炸極限為5%～15%。激勵(lì)效應(yīng)是甲烷爆炸過程中的一個(gè)特殊現(xiàn)象，由于礦井巷道中存在大量影響甲烷爆炸傳播的設(shè)備，如礦車、液壓支架、風(fēng)門、風(fēng)簾、密閉墻等,這些礦井生產(chǎn)必不可少的設(shè)備在甲烷爆炸傳播過程中，起到障礙物的作用，產(chǎn)生激勵(lì)效應(yīng)，即導(dǎo)致傳播速度迅速上升，紊流度突然迅猛增加，甲烷燃燒速度加快，導(dǎo)致爆炸沖擊波超壓、速度增大。在其他管狀空間也存在類似現(xiàn)象，掌握甲烷爆炸過程中障礙物的激勵(lì)效應(yīng)對(duì)瓦斯爆炸事故預(yù)防、抑爆以及事故機(jī)理調(diào)查具有重要意義。

近年來很多學(xué)者開展了這方面的研究：林柏泉等[1]通過實(shí)驗(yàn)得出障礙物數(shù)量的增加可有效提高火焰?zhèn)鞑ニ俣?、增大沖擊波波形變化幅度；何學(xué)秋等[2]結(jié)合高速攝影、紋影系統(tǒng)觀察到障礙物會(huì)引起火焰鋒面彎曲度、表面積增大；徐景德等[3-5]結(jié)合理論、實(shí)驗(yàn)、數(shù)值模擬對(duì)障礙物產(chǎn)生激勵(lì)效應(yīng)的機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)的解釋；景國(guó)勛等[6]通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，障礙物也會(huì)導(dǎo)致含煤塵瓦斯爆炸火焰加速、形狀改變；余明高等[7]通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，交錯(cuò)布設(shè)障礙物與平行布設(shè)障礙物相比，可顯著增強(qiáng)火焰形變、傳播速度及爆炸壓力；Wang等[8-9]通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)不同角度的平板障礙物對(duì)爆炸影響程度有限，此外他們將實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬相結(jié)合，發(fā)現(xiàn)障礙物之間的瓦斯氣體可發(fā)生局部爆炸；Masri 等[10]研究了不同截面（圓形、三角形、正方形）、不同阻塞率（10%～78%）的障礙物對(duì)預(yù)混火焰的影響，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)方形截面障礙物對(duì)火焰加速作用最大，圓形的最小，且火焰?zhèn)鞑ニ俣入S阻塞率的增大而增大；Andrze[11]通過在管道內(nèi)周期連續(xù)放置障礙物，發(fā)現(xiàn)激波-火焰相互作用導(dǎo)致火焰失穩(wěn)是火焰加速的主要原因；Bakke 等[12]結(jié)合實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬研究了樹木對(duì)氣體爆炸火焰的影響，發(fā)現(xiàn)火焰加速是由障礙物引起的湍流與火焰相互作用導(dǎo)致。

目前的研究多集中在障礙物形狀、阻塞率、放置方式等因素對(duì)管狀空間內(nèi)氣體爆炸的影響，且此類障礙物均有一個(gè)共性，即根據(jù)材質(zhì)劃分屬于剛性障礙物，受到?jīng)_擊后，宏觀來看形狀不會(huì)發(fā)生變化。在礦井中，礦車、液壓支架等均可看作此類障礙物，這種障礙物產(chǎn)生激勵(lì)效應(yīng)的機(jī)理已經(jīng)有了系統(tǒng)的解釋[3-5]。

薄膜在管道中的應(yīng)用非常廣泛，典型的有激波管的驅(qū)動(dòng)，但僅是當(dāng)作工具使用，即將高壓段與低壓段隔開，將其看作氣體爆炸傳播途徑中的障礙物，相關(guān)研究還少有涉及。這種膜狀障礙物對(duì)正向沖擊具有較強(qiáng)的承壓能力，但抗高溫能力及抗剪切能力較弱，在超過其載荷極限后，會(huì)產(chǎn)生永久的破壞，從材質(zhì)劃分屬于柔性障礙物，在礦井中，風(fēng)門、風(fēng)簾等均可看作此類障礙物。薄膜100%阻塞率且有一定載荷極限的特性致使其產(chǎn)生激勵(lì)效應(yīng)的機(jī)理與剛性障礙物會(huì)有很大的不同，而由于這種特性導(dǎo)致無法建立較好的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(computational fluid dynamics, CFD)模型，因此本文中采用實(shí)驗(yàn)方法，探究雙向拉伸聚丙烯（biaxially oriented polypropylene, BOPP）薄膜對(duì)甲烷空氣預(yù)混氣體爆炸的激勵(lì)效應(yīng)。

1 柔性障礙物激勵(lì)效應(yīng)機(jī)理分析

結(jié)合經(jīng)典的“兩波三區(qū)”[5,13]理論，在甲烷爆燃傳播階段，前驅(qū)沖擊波先于火焰與障礙物相遇，此時(shí)會(huì)有兩種結(jié)果：（1）前驅(qū)沖擊波高溫高壓作用足夠強(qiáng)，致使柔性障礙物直接被破壞；（2）高溫高壓作用不足以破壞障礙物，導(dǎo)致前驅(qū)沖擊波反射，與火焰產(chǎn)生復(fù)雜的相互作用。

第1 種情形中，障礙物被破壞可分為形變、破裂兩個(gè)過程（整體時(shí)間是極短的）。在形變階段，障礙物產(chǎn)生應(yīng)力，限制前驅(qū)沖擊波傳播，而沖擊波后的化學(xué)反應(yīng)區(qū)持續(xù)提供能量，沖擊波處于一個(gè)動(dòng)能、內(nèi)能積攢的過程（實(shí)際是障礙物前氣體的動(dòng)能、內(nèi)能上升），直至障礙物被高溫高壓作用破壞，沖擊波以更高的速度傳播。

第2 種情形中，柔性障礙物起到反射的作用，致使前驅(qū)沖擊波向火焰?zhèn)鞑??；鹧媾c未反應(yīng)氣體之間可看作是不同密度的流體界面[11,14-18]，當(dāng)反射波作用于該界面時(shí)，發(fā)生Richtmyer-Meshkov (RM)不穩(wěn)定；界面擾動(dòng)形成“泡”和“釘”的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而產(chǎn)生Kelvin-Helmholtz (KH)不穩(wěn)定，促使兩種流體發(fā)生混合，即火焰卷吸未反應(yīng)氣體；并在湍流作用誘導(dǎo)下，形成湍流火焰，加快化學(xué)反應(yīng)速率，使激波強(qiáng)度提高；激波與火焰多次作用后，激波強(qiáng)度達(dá)到第一種情形，破壞障礙物。

障礙物被破壞后，沖擊波帶動(dòng)未反應(yīng)氣體高速流動(dòng)；在伴隨氣流作用下，火焰?zhèn)鞑ニ俣韧辉?，?dǎo)致前驅(qū)沖擊波增強(qiáng)，形成一種正反饋機(jī)制，使火焰持續(xù)加速，導(dǎo)致障礙物前后爆炸壓力、火焰速度產(chǎn)生較大差異。

2 實(shí)驗(yàn)條件

2.1 實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)裝置為中尺度密閉方形可拆卸爆炸管道，共14 段，如圖1 所示。管道總長(zhǎng)度為35 m，截面尺寸為200 mm×200 mm，壁厚為10 mm。沿管道軸線布設(shè)壓力傳感器、火焰?zhèn)鞲衅鳌?/p>

壓力傳感器選用PCB 公司ICP 壓電傳感器（型號(hào)為111A22），靈敏度為0.145 mV/kPa，諧振頻率高于500 kHz，上升時(shí)間小于1 μs；火焰?zhèn)鞲衅饔晒饫w、光電二極管自制而成[19]，核心部件為GT101 系列硅PIN 光電二極管，火焰光信號(hào)通過光纖、二極管轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)；壓電信號(hào)、光電信號(hào)通過動(dòng)態(tài)測(cè)試分析系統(tǒng)采集，型號(hào)為DH8302，放大器頻響范圍為DC～300 kHz，單道最高連續(xù)采樣速率為1 MHz；點(diǎn)火器由自行研制[20]，原理為利用電容充電，通過外觸發(fā)信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)電極放電，電極產(chǎn)生高壓放電火花；整個(gè)系統(tǒng)由多通道同步控制器連接，信號(hào)發(fā)生器給出標(biāo)準(zhǔn)TTL (transistortransistor logic)信號(hào)至同步控制器，實(shí)現(xiàn)一個(gè)信號(hào)控制點(diǎn)火及數(shù)據(jù)采集。

圖 1 實(shí)驗(yàn)管道Fig. 1 Experimental pipeline

2.2 障礙物條件

選擇雙向拉伸聚丙烯 (biaxially oriented polypropylene, BOPP)薄膜為柔性障礙物，BOPP 薄膜阻氣性好，具有一定的抗撕裂能力。將BOPP 薄膜裁剪為圓形裝載至工況對(duì)應(yīng)位置。裝載方法：打開可拆卸管道，將圓形BOPP 薄膜夾在兩管道之間，并靠密封圈及黃油固定以保證氣密性。

2.3 工況設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)工況Ⅰ：前3 節(jié)管道中為甲烷體積分?jǐn)?shù)為9.5%的甲烷-空氣預(yù)混氣體（最佳濃度），后續(xù)管道中均為空氣，空氣與預(yù)混氣體用BOPP 薄膜隔開，薄膜距點(diǎn)火端8.54 m，如圖2 所示。模擬礦井巷道某處密閉空間瓦斯積聚并發(fā)生爆炸，破壞作用致使風(fēng)門或密閉墻被破壞，爆炸傳播至無瓦斯區(qū)域，探究柔性障礙物對(duì)甲烷爆炸傳播的影響。沿點(diǎn)火端向管道末端布設(shè)傳感器，壓力傳感器依次為P1～P6，火焰?zhèn)鞲衅魑恢迷诠艿垒S線上與壓力傳感器一致，依次為F1～F6，另在20.08 m 處增設(shè)一個(gè)火焰?zhèn)鞲衅鳎ǜ鶕?jù)以往實(shí)驗(yàn)火焰?zhèn)鞑プ钸h(yuǎn)距離所定）。

圖 2 實(shí)驗(yàn)工況Fig. 2 Experimental conditions

實(shí)驗(yàn)工況Ⅱ：在實(shí)驗(yàn)工況Ⅰ的基礎(chǔ)上，于第4 節(jié)與第5 節(jié)管道間增設(shè)一道BOPP 薄膜，薄膜間距為2.5 m，探究柔性障礙物數(shù)量對(duì)激勵(lì)效應(yīng)的促進(jìn)作用。

2.4 實(shí)驗(yàn)步驟

（1）根據(jù)道爾頓分壓定律在儲(chǔ)氣罐中預(yù)先配置9.5%體積分?jǐn)?shù)的甲烷空氣預(yù)混氣體。

（2）將BOPP 薄膜裝載至工況對(duì)應(yīng)位置，并確保氣密性。

（3）前3 節(jié)管道抽真空，并將預(yù)混氣充入管道，直至前3 節(jié)管道內(nèi)甲烷預(yù)混氣體初壓為101.325 kPa。

（4）在點(diǎn)火端將變壓器調(diào)至5 kV，通過信號(hào)發(fā)生器控制多通道同步控制器實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火及數(shù)據(jù)采集。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

3.1 柔性障礙物對(duì)激波火焰的影響

實(shí)驗(yàn)工況Ⅰ下的激波特征參數(shù)如表1 所示，表中參數(shù)均為激波第一次掃過相應(yīng)傳感器的參數(shù)，激波傳播速度由相鄰傳感器的間距除以激波第一次掃過該相鄰傳感器的時(shí)間差所得，膜前傳感器P2膜后傳感器P3不參與激波傳播速度的計(jì)算。

表 1 工況Ⅰ下激波特征參數(shù)Table 1 Characteristic parameters for shock wave under experimental condition Ⅰ

由表1 可看出，激波到達(dá)傳感器 P2及P3的時(shí)刻存在較長(zhǎng)時(shí)間差，近120 ms，在此時(shí)段內(nèi)，激波在可燃?xì)怏w中發(fā)生多次復(fù)雜的反射過程，結(jié)合膜后傳感器 P3在197.21 ms 測(cè)得的激波信號(hào)，說明位于8.54 m處的膜片在197.21 ms 前的某一時(shí)刻破裂，且該時(shí)刻與197.21 ms 十分接近。結(jié)合后續(xù)傳感器數(shù)據(jù)，激波與火焰多次作用后，特征參數(shù)均有較高的上升量，超壓從43.25 kPa 上升至74.43 kPa，增幅為72.09 %；激波傳播速度由396.67 m/s 上升至424.94 m/s，增幅為7.13 %；馬赫數(shù)從1.12 上升至1.23，增幅為9.82%，由于膜片前后流體介質(zhì)的不同，馬赫數(shù)的提升幅度可更直觀地體現(xiàn)激波的變化。破膜后在空氣中傳播的激波則呈衰減趨勢(shì)。

工況Ⅰ下的火焰特征參數(shù)如表2 所示，火焰?zhèn)鞑ニ俣扔上噜弬鞲衅鞯拈g距除以火焰?zhèn)鞑ブ料噜弬鞲衅鞯臅r(shí)間差所得。

表 2 工況Ⅰ下的火焰特征參數(shù)Table 2 Characteristic parameters for flame under experimental condition Ⅰ

由表2 可得，火焰在165.11、217.05 ms 時(shí)依次傳播經(jīng)傳感器F1、F2，另外由表1 得出破膜時(shí)刻與197.21 ms 十分接近，表明在破膜瞬間，火焰?zhèn)鞑ブ羵鞲衅?F1、F2之間，還有近1 m 的預(yù)混氣體沒有燃燒，這部分氣體將在膜片破裂后繼續(xù)燃燒。未燃?xì)怏w在激波作用下向管道下游運(yùn)動(dòng)，火焰速度在疊加未反應(yīng)氣體的運(yùn)動(dòng)速度后，由64.30 m/s 突增至211.03 m/s。若將該過程看作理想狀態(tài)，即超壓70 kPa 的激波以400 m/s 速度在空氣中傳播，波后受擾動(dòng)氣體流動(dòng)速度經(jīng)計(jì)算后約為135.34 m/s，與實(shí)驗(yàn)中火焰疊加速度較為吻合。結(jié)合后續(xù)傳感器數(shù)據(jù)，火焰速度將持續(xù)增加，且增幅較大，在觀測(cè)到的火焰數(shù)據(jù)中，最高速度可達(dá)538.96 m/s，是初始火焰的8.4 倍，而在末端傳感器 F7處未發(fā)現(xiàn)火焰，表明在此之前，所有可燃?xì)怏w均已燃燒完畢。

為分析激勵(lì)效應(yīng)機(jī)理，繪制障礙物前激波、火焰陣面運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖（見圖3）及傳感器 P1、P2測(cè)得的壓力變化曲線（見圖4～5）。將激波首次掃過傳感器P1的時(shí)刻稱為a（見圖3～4），掃過傳感器P2的時(shí)刻稱為a′（見圖3、5），依次類推。

圖 3 運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖Fig. 3 Schematics of shock wave and flame front propagation

圖 4 傳感器P1 測(cè)得的壓力變化Fig. 4 Pressure-time history measured by pressure sensor P1

圖 5 傳感器P2 測(cè)得的壓力變化Fig. 5 Pressure-time history measured by pressure sensor P2

由圖3 可知，經(jīng)障礙物反射后的激波在87.97 ms（b）掃過傳感器P1，之后在點(diǎn)火端壁面反射，105.39 ms（c）再次掃過傳感器P1，而相應(yīng)的火焰?zhèn)鞲衅髟?65.1 ms 測(cè)得火焰信號(hào)（見表2），因此可判定，在87.97～105.39 ms 這一時(shí)段內(nèi)，火焰與激波先相向相遇，隨后激波經(jīng)點(diǎn)火端反射后追趕火焰并再次與火焰相遇。在激波與火焰相互作用后，傳感器 P1采集到的數(shù)據(jù)（c～d）由原先“突躍-緩降”變?yōu)椤捌鸱欢ā钡男问剑ㄒ妶D4）。

在障礙物被破壞前，激波將在點(diǎn)火端壁面與障礙物間不斷振蕩，并與火焰發(fā)生多次相互作用，激波特征參數(shù)見表3，其中箭頭→表示激波從傳感器P1傳向傳感器P2，←表示激波從傳感器P2傳向傳感器P1。

表 3 實(shí)驗(yàn)工況Ⅰ下激波振蕩部分特征參數(shù)Table 3 Characteristic parameters of shock wave oscillation under experimental condition Ⅰ

由表3 可知，在絕對(duì)坐標(biāo)系下，從點(diǎn)火到形成激波穩(wěn)定傳播，波速為396.67 m/s，超壓約為42 kPa，經(jīng)薄膜反射后，激波朝點(diǎn)火端運(yùn)動(dòng)，此時(shí)激波在已受擾動(dòng)的流場(chǎng)中傳播，即在非定常流場(chǎng)中，反射波的強(qiáng)度總是要低于入射波的強(qiáng)度[21-22]。結(jié)合后續(xù)激波振蕩特性，可知經(jīng)與火焰相互作用后的激波超壓、速度均會(huì)上升。

激波與火焰相互作用的過程十分復(fù)雜，相遇過程可視作激波作用于不同密度的流體界面，流體界面一側(cè)為高密度未反應(yīng)氣體，另一側(cè)為低密度已反應(yīng)氣體。當(dāng)激波從高密度區(qū)域進(jìn)入低密度區(qū)域時(shí)，會(huì)出現(xiàn)反射、透射，反射波為膨脹波朝相反方向運(yùn)動(dòng)，透射波為激波繼續(xù)以原方向運(yùn)動(dòng)；當(dāng)激波從低密度區(qū)進(jìn)入高密度區(qū)時(shí)，反射波、透射波均為激波[16,23]。結(jié)合圖3，經(jīng)障礙物反射的激波在流體界面發(fā)生RM 不穩(wěn)定，形成膨脹波向相反方向運(yùn)動(dòng)，即朝障礙物運(yùn)動(dòng)，圖4 中b～c 和圖5 中b′～c′均可看到膨脹波的作用（紅色曲線），透射激波繼續(xù)運(yùn)動(dòng)與點(diǎn)火端壁面發(fā)生固壁發(fā)射，然后追趕火焰，當(dāng)激波從已反應(yīng)氣體與未反應(yīng)氣體界面穿過時(shí)，再次發(fā)生透射與反射，透射激波朝障礙物運(yùn)動(dòng)，反射激波朝點(diǎn)火端壁面運(yùn)動(dòng)，因此可看到圖4 中c～d 起伏不定的現(xiàn)象，即有一道激波先行掃過，氣體壓力發(fā)生突躍，在第2 道激波再次掃過后，圖像中出現(xiàn)“小的突起”。

隨著反應(yīng)的進(jìn)行，激波與火焰的作用次數(shù)增多，RM 不穩(wěn)定引起的反射膨脹波、反射激波的數(shù)量增加，激波由原先的單道強(qiáng)間斷演化為由多道波組成的波系。因此圖像的復(fù)雜程度隨之上升，尤其圖5 中d′～f′區(qū)域，單借助傳感器數(shù)據(jù)已無法對(duì)這種復(fù)雜相互作用全面分析。

由圖4～5 可知，在破膜前超壓已達(dá)70 kPa以上。膜片破裂瞬間，火焰在未反應(yīng)氣體的高速伴流作用下，速度大幅上升，并在破膜后不斷加速。由圖6 可知，在243.7 ms，傳感器 P5測(cè)得波系中的一道強(qiáng)激波掃過，壓力接近250 kPa，結(jié)合表2，火焰鋒面在243.7 ms 時(shí)到達(dá)傳感器F5(P5)，可得知火焰經(jīng)加速后已逐漸逼近前驅(qū)沖擊波。當(dāng)火焰鋒面與激波陣面間距縮小時(shí)，無需消耗過多的能量于管壁熱損失等作用，于是化學(xué)反應(yīng)區(qū)可提供更多的能量支持激波的傳播。因此膜后爆炸壓力大幅上升是由湍流火焰持續(xù)加速，逐漸逼近前驅(qū)沖擊波所致。

圖 6 實(shí)驗(yàn)工況Ⅰ下障礙物后壓力傳感器測(cè)得的壓力變化曲線Fig. 6 Pressure-time histories measured by different pressure sensors behind obstacle under experimental condition Ⅰ

3.2 柔性障礙物數(shù)量對(duì)激勵(lì)效應(yīng)的影響

工況Ⅱ中，由表4 可知，第2 道膜片前后傳感器測(cè)得壓力信號(hào)相差時(shí)間為25 ms。將工況Ⅰ膜后激波的變化與工況Ⅱ在兩道膜間的變化相比較，發(fā)現(xiàn)趨勢(shì)基本一致，工況Ⅱ激波從78.34 kPa 降低至71.78 kPa，導(dǎo)致第2 道膜片不能被直接破壞，而由于下降幅度并不大，在25 ms 內(nèi)，激波經(jīng)與火焰相互作用后，可使激波再次增強(qiáng)至破壞膜片的強(qiáng)度。

表 4 實(shí)驗(yàn)工況Ⅱ下的激波特征參數(shù)Table 4 Shock wave characteristic parameters under experimental condition Ⅱ

激波在與火焰多次作用后，超壓上升至更高的91.41 kPa（見表4、圖7），同時(shí)將表5 與表2 對(duì)比發(fā)現(xiàn)，當(dāng)火焰?zhèn)鞑ブ料嗤恢脮r(shí)，工況Ⅱ的火焰速度均高于工況Ⅰ，說明這種激勵(lì)效應(yīng)有所增強(qiáng)，而激勵(lì)效應(yīng)的“強(qiáng)弱”，實(shí)質(zhì)是由激波火焰相互作用的次數(shù)決定，當(dāng)增設(shè)一道薄膜時(shí)，激波與火焰相互作用次數(shù)增多，于是在膜后相同位置，火焰可達(dá)到更高速度，再結(jié)合第2 道膜前后傳感器測(cè)得壓力信號(hào)的時(shí)間差遠(yuǎn)低于第1 道膜，可推斷如果膜片的數(shù)量在一定范圍內(nèi)增多，后續(xù)膜片的作用實(shí)際則是越來越弱。由圖7可知，經(jīng)湍流火焰持續(xù)加速導(dǎo)致P3～P6傳感器在259.28 ms 后均出現(xiàn)較高的超壓，與圖6 對(duì)比，發(fā)現(xiàn)增加薄膜數(shù)量可以使測(cè)得高壓的位置提前（工況Ⅰ在距點(diǎn)火端14.79 m 處測(cè)得高壓，工況Ⅱ則在12.29 m），出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因也是由于激波火焰作用次數(shù)增多，相比工況Ⅰ，火焰可在更短距離內(nèi)逼近前驅(qū)沖擊波，導(dǎo)致膜后高壓測(cè)點(diǎn)前移。

圖 7 實(shí)驗(yàn)工況Ⅱ下壓力傳感器測(cè)得的壓力變化曲線Fig. 7 Pressure-time histories measured by different pressure sensors under experimental condition Ⅱ

表 5 實(shí)驗(yàn)工況Ⅱ下的火焰特征參數(shù)Table 5 Flame characteristic parameters under experimental condition Ⅱ

4 結(jié) 論

通過在管道內(nèi)甲烷爆炸傳播路徑上布設(shè)雙向拉伸聚丙烯薄膜，測(cè)試該薄膜前后激波與火焰特征參數(shù)得出以下結(jié)論：

（1）在爆炸初期激波不夠強(qiáng)時(shí)，柔性障礙物可使激波反射朝向火焰運(yùn)動(dòng)，在后續(xù)激波與火焰相互作用后可形成一種特殊機(jī)制。該機(jī)制為柔性障礙物激勵(lì)效應(yīng)的實(shí)質(zhì)，即激波使層流火焰發(fā)展為湍流火焰，化學(xué)反應(yīng)速率隨之提升，激波增強(qiáng)，達(dá)到破壞膜片的強(qiáng)度；膜片破裂后，火焰在伴流作用下，速度突增；湍流火焰在傳播中可持續(xù)加速，并逐漸逼近前驅(qū)沖擊波，導(dǎo)致爆炸壓力大幅提高。

（2）通過在薄膜位置2.5 m 后增設(shè)一道膜片，可使激勵(lì)效應(yīng)增強(qiáng)，但效果是逐漸減弱的，增加薄膜的實(shí)質(zhì)是使激波與火焰相互作用的次數(shù)增加，火焰可在更短距離內(nèi)達(dá)到較高的傳播速度。

（3）從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，柔性置障條件下，火焰與爆炸波應(yīng)存在更猛烈的相互作用，即存在更大沖擊波壓力峰值和火焰速度。

由于傳感器測(cè)試極限的限制，無法進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)，后續(xù)將在傳感器測(cè)試的基礎(chǔ)上，增加高速攝影、激光紋影等光測(cè)技術(shù)，從流場(chǎng)結(jié)構(gòu)演化分析，進(jìn)一步探究這種復(fù)雜的激勵(lì)效應(yīng)。