液化气体在现代工业生产和生活中有着极为广泛的应用,但是与此同时,其也带来诸多安全风险,其中沸腾液体扩展蒸气爆炸(BLEVE)是后果较为严重的一类事故——当储存液化气体的储罐受到物体冲击或火灾侵袭时,由于容器发生破裂快速降压,因此其内部介质瞬间过热并发生核化沸腾,在此过程中,液态介质混合着气体形成急剧膨胀的两相流,对储罐造成二次冲击,并使得储罐内压力出现反弹,从而诱发爆炸事故。此类事故一旦发生,将对生命和财产安全造成巨大威胁,因此研究其成灾机理对于防治事故的发生具有重要意义,而其中的关键过程即容器内部介质的过热爆沸。本文针对储罐内快速降压所导致的过热液体爆沸过程的超压与相变特性开展实验研究,重点探究爆沸过程中的压力反弹响应机理及压力特性参数的影响因素,主要工作和结论如下:(1)自主设计并搭建了小型可视化爆沸实验平台。实验储罐为立式长方体容器,实验以水为介质,采用电加热的方式对其进行加热,通过人为控制容器开口模拟破裂过程。实验容器上设置玻璃视窗,以便于对爆沸过程中容器内部的两相流形态进行观测;采用高频动态压力传感器和热电偶对压力和温度响应情况进行监测,同时通过高速摄影机对两相流的动态演化过程进行记录。(2)通过对实验过程中容器内部压力响应情况和两相流动态演化过程进行分析,探究过热液体爆沸过程中介质的非均相核化沸腾特征和两相流膨胀喷射对压力响应的影响规律。研究发现,雾状两相流的膨胀冲击是导致容器顶部压力反弹的直接原因;容器内部的压力响应呈现两个反弹阶段,第一次压力反弹阶段持续时间短,压力峰值高;第二次压力反弹阶段峰值压力与第一次相比较低,持续时间较长,并且容器顶部压力在两相流的间歇膨胀喷射机制下呈现波动上升特征。(3)在典型实验现象研究的基础上,进一步改变了泄放面积和介质充装率,探究二者对过热液体爆沸过程的影响。研究发现,在介质充装率影响液体储能和气相空间体积以及泄放面积影响降压速率进而影响液体过热速率两种机制的耦合作用下,引起第一次压力反弹阶段压力峰值最高的充装率随泄放面积的增大而升高;第二次压力反弹阶段平均升压速率随泄放面积比呈指数增长趋势,同时指数系数与充装率近似呈反比例关系。(4)此外,通过对泄放过程中的纯气相降压阶段进行理论计算,并结合两相流图像将其结果与实验结果进行对比分析,研究了不同泄放条件下的压力下降过程规律。结果显示,实验压力与绝热膨胀降压曲线分离的拐点压力随泄放面积的增大呈线性降低趋势。