可燃粉尘是民用工业生产以及国防工业装备制造的重要材料,其爆炸特性和爆炸安全性研究是安全科学领域重要研究问题。粉尘扩散过程涉及到诸多气固两相瞬态变量,是粉尘爆炸过程研究的重要内容和前提条件。本文开展了对置装有二次脉动喷嘴结构的20L球形爆炸罐内粉尘扩散过程数值模拟研究,取得了如下主要成果。采用Fluent流体力学计算软件,建立了20L爆炸罐内粉尘扩散模型,并提出了边界条件设定和求解计算方法,从而得到粉尘气动扩散过程中喷嘴内部粉尘运动轨迹,以及罐内湍流速度、湍流动能强度、粒子轨迹等参量数值计算结果。通过粉尘气动扩散实验对模型进行实验验证,得到数值计算和验证实验在粉尘气动过程中云团张角和厚度相对误差最大值分别为17.4%和8.7%,相对误差平均值分别为12.4%和3.2%。研究了不同气动条件(初始气动压力、气动作用时长)对20L罐体内铝粉扩散的影响。得到了各种条件下的速度场分布图、湍流动能云图、粒子轨迹分布图以及不同监测位置粉尘浓度随时间变化规律。并通过分析,得到了气动压力与气动时长条件变化对罐体内各参量在气动阶段以及沉降阶段的影响规律。本文取得的研究成果清晰直观地揭示了爆炸罐内粉尘扩散过程各参量的变化规律,为粉尘爆炸实验研究提供了前期条件和分析基础。