网状聚氨酯泡沫作为一种具有良好力学性能的多孔材料,逐渐成为人们日常工作和生活中不可或缺的工业产品。闭孔聚氨酯泡沫的孔膜被网化去除后即可得到网状聚氨酯泡沫。爆燃法作为网化聚氨酯泡沫的最佳方法,目前仍缺少聚氨酯泡沫熔膜过程的理论指导。因此本文采用数值模拟与实验相结合的研究方法,探究可燃预混气体参数(可燃预混气体充气系数、气体种类及浓度)与聚氨酯泡沫材料参数(孔径和薄膜厚度)对聚氨酯泡沫开孔度的影响规律。为爆燃法网化聚氨酯泡沫的高效、规范化生产提供理论依据。本文主要研究工作如下:(1)根据工业生产的网状聚氨酯泡沫相关规格参数,建立聚氨酯泡沫单个空腔胞体的物理模型。选用标准k-ε模型和基于焓-多孔度法的熔化-凝固模型,建立了聚氨酯泡沫熔化过程的数值计算模型。(2)根据爆燃法网化聚氨酯泡沫的相关生产工艺,设计聚氨酯泡沫网化实验测试平台,通过实验结果与数值模拟结果的对比及分析,验证了聚氨酯泡沫熔化过程数值计算模型的可行性。(3)在聚氨酯泡沫熔化过程数值计算模型可行的基础上,利用Fluent软件模拟分析了可燃预混气体特性对熔膜开孔度的影响。通过研究不同可燃预混气体特性参数下聚氨酯泡沫的温度分布以及液相率分布,总结了可燃预混气体充气系数、气体种类及浓度对聚氨酯泡沫开孔度的影响规律。研究结果表明:可燃预混气体充气系数越大、可燃气体热值越高,聚氨酯泡沫开孔度越大;可燃气体浓度为其在空气燃烧的化学当量浓度时,聚氨酯泡沫开孔度最大。随着可燃预混气体充气系数增加,聚氨酯泡沫熔化过程会出现三种不同的熔化现象,通过对三种熔化现象的分析,得到了聚氨酯泡沫模型1~9网化效果最佳时所对应的可燃预混气体充气系数的范围。(4)在聚氨酯泡沫熔化过程的数值计算模型可行的基础上,利用Fluent软件模拟分析了聚氨酯泡沫孔径及薄膜厚度对聚氨酯泡沫开孔度的影响规律。研究结果表明:聚氨酯泡沫孔径越大,温度场稳定后,其外表面平均温度越高;随着孔径的增加,聚氨酯泡沫空腔内温度场达到稳定所需时间也会增加。聚氨酯泡沫薄膜厚度越厚,温度场稳定后,其外表面平均温度越低;随着薄膜厚度增加,聚氨酯空腔胞体温度场达到稳定所需时间越长;在可燃预混气体一定的情况下,聚氨酯泡沫孔径越小、薄膜厚度越大,聚氨酯泡沫越难熔化,其开孔度越小。