随着化学工业的快速发展，用于实现化工生产的各种化工反应器应运而生。化工反应器内涉及的大多数化学反应是在苛刻条件（高温、高压）下进行的，反应过程中稍有不慎则会引起反应失控进而发生火灾、爆炸事故。为了降低事故的的后果，必须对化工反应器进行合理的泄爆设计。通常意义上讲的泄爆为直接泄爆，即将化工反应器内的物质通过泄爆口（薄弱环节）直接泄放至外部空间，这种方式虽然简单实用，但是当容器内物质为可燃物质，甚至有毒有害物质，且化工反应器位于室内或者靠近作业场所时，如果将这些物质直接排到周围空间，容易对反应器周围人员或设备造成二次伤害（人员中毒或直接泄爆导致的二次爆炸带来的伤害），必须利用泄爆导管将泄爆出来的物质排到室外或远离工作区的安全地方。研究表明泄爆导管的存在增加了爆炸的强度，因此研究化工反应器通过导管泄爆过程的作用机制及其设计方法，具有重要的理论研究价值及工程实际应用意义。　　论文研究构建了容器直接泄爆与通过导管泄爆实验平台，用于模拟化工反应器泄爆过程，依据试验方案，较系统地开展了容器直接泄爆与通过导管泄爆的实验研究;此外，基于k-ε湍流模型、涡耗散概念燃烧模型（简称EDC模型）和同位网格SIMPLE算法，利用FLUENT软件建立了二维数值计算模型。利用实验与数值模拟相结合的方法，重点考察了泄爆口尺寸，破膜压力，可燃气体浓度以及容器内的初始压力对容器直接泄爆过程的影响;以及导管长度，容器尺寸，点火位置，可燃气体浓度，破膜压力，管道中障碍物，容器内初压，对容器通过导管泄爆过程的影响规律。基于获得的结果，提出容器通过导管泄爆缓解设计措施。　　在现有的气体爆炸泄爆实验及理论研究的基础上，归纳总结直接泄爆与通过导管泄爆过程中影响容器内压力峰值的主要因素，将这些因素作为输入，对应的压力峰值作为输出，对压力峰值与各因素之间的内在非线性关系进行模拟，并利用粒子群算法(PSO)优化最小二乘支持向量机(LSSVM)的参数，建立容器直接泄爆与容器通过导管泄爆时压力峰值预测模型。　　对单容器密闭爆炸的研究表明:1）容器的尺寸对密闭爆炸压力峰值几乎无影响，而压力上升速率受容器尺寸的影响较大，容器尺寸较小时，对应的容器内的压力上升速率较大;2）密闭爆炸时，容器内的爆炸压力峰值及压力上升速率随着初始压力的升高而增加。　　对容器直接泄爆过程的研究表明:1）容器的无量纲泄压比参数A/V2/3越大，容器内的压力峰值越低，当泄压比较小时，泄爆压力峰值pred与A/V2/3几乎成线性关系，当泄压比超过一定值时，这种线性关系被打破;2）无论是小容器泄爆，还是大容器泄爆，容器内的压力峰值随气体浓度的增大出现先上升后下降;3）直接泄爆时，随着初压的增加，容器内的压力峰值出现了先增加然后降低最后继续增加的过程。　　对容器通过导管泄爆过程的研究表明:1）导管入口端的二次爆炸是容器通过导管泄爆爆炸加剧的主要原因;2）一定范围之内，导管越长，容器内的压力越大，当导管长度达到某一特定值后，继续增加导管长度对容器内的压力峰值将不产生影响;3）有导管泄爆时，容积较大的容器通过导管泄爆对降低容器内压力的作用较小;4）容器内的压力随气体浓度的增大出现先上升后下降;）5随着无量纲泄压比的增加，容器通过导管泄爆后果最严重情形对应的点火位置由中心点火向尾部点火转移;6）管道中障碍物阻碍了泄爆过程，增加了爆炸的强度，且障碍物离泄爆口较近时影响更显著;7）初始压力越高，容器内的压力峰值及压力上升速率越高，导管入口端的火焰传播速率越大，容器内的爆炸剧烈程度对初始压力的变化较为敏感，容器内初压升高，通过导管泄爆时容器内的压力峰值与简单泄爆的压力峰值相差越来越大，与对应的密闭爆炸时压力峰值越来越接近，且最大压力上升速率远远高于密闭爆炸的情况。8）导管泄爆缓解设计措施:在导管入口端增设真空腔能有效的抑制爆炸过程，起到降低容器通过导管泄爆压力峰值的作用;9）惰性气体的存在降低了容器通过导管泄爆过程的爆炸强度，当惰性气体的含量达到临界体积分数10％时，泄爆膜一打开容器内的压力随即下降，能使非平衡泄爆转化为平衡泄爆。　　对容器直接泄爆与容器通过导管泄爆过程设计方法的研究表明:1）基于PSO-LSSVM建立的容器直接泄爆与容器通过导管泄爆预测模型包含了影响两者泄爆压力峰值的所有主要因素，弥补了经验公式及准则不能包含所有影响因素的不足，所建立的模型具有较好的预测性能，且预测性能优于现有的经验、半经验公式和设计方法，为直接泄爆与容器通过导管泄爆时容器结构安全性能评价以及设计提供了更可靠的依据。