气体爆炸研究现状及发展趋势

燃料空气炸药的发展现状及展望姚金侠胥会祥于海江何文艺摘要燃料空气炸药及最新发展的温压炸药是高效、高威力的战斗部装药。

综述了燃料空气炸药的组成、爆炸威力特点，介绍了燃料空气炸药的发展历程，分析了该炸药的性能影响因素，指出了新一代燃料空气炸药技术的发展方向。

关键词军事化学燃料空气炸药温压炸药燃料空气炸弹高能燃料引言燃料空气炸药(Fuel Air E x pl o si v e，FAE) 是由环氧乙烷、环氧丙烷等碳氢化合物、金属粉与空气充分混合而成的炸药。

通常，燃料空气炸药装填于战斗部，通过火炮、导弹发射到目标上空，或者用飞机空投到目标上空，不受地形影响，宜毁伤一般炸药不易破坏的目标，如暴露于地面或隐蔽在坑道、山洞、峡谷内的装备、掩蔽所等敞口的半地下工事中的软目标和人员等; 能引爆阵地表面的地雷和海洋中的水雷，摧毁雷场，用作扫雷武器，以及快速清理场地; 还具有一定的拦截导弹功能，当跟踪雷达或预警装置探知导弹来袭时，可适时对空连续施放燃料空气炸弹，在一定区域内形成爆炸高压层，拦截并摧毁来袭导弹; 也可装填航空炸弹、舰载武器、战术导弹、火箭等武器的战斗部［1，2］。

由于燃料空气炸弹的应用范围较宽、作战效果显著，是一种低成本、高效能的武器，因此倍受重视［3-6］，研究的重点最初是燃料空气航空炸弹，现在正朝着导弹、火箭弹等燃料空气炸药战斗部方向发展，并拓展了光化学起爆、激光感应等研究领域［7，8］。

1 燃料空气炸药的组成及爆炸特点燃料空气炸药的发展与战斗部技术( 即燃料空气炸弹) 的发展密切相关。

燃料空气炸弹又叫云爆弹、云雾弹、窒息弹、气浪弹、油气弹等。

与常规战斗部中炸药不同，燃料空气炸弹中心装填高爆炸性炸药，四周为燃料储箱。

1-提前器; 2-一次引信本体;3-电源组件; 4-电路转换机构; 5-弹体; 6-燃料装药; 7-减速伞; 8-开伞机构; 9-二次引信本体; 10-二次炸药; 11-稳定器; 12-减速伞舱; 13-抛射药筒; 14-电爆管; 15-电缆; 16-传感器; 17-隔板图1 燃料空气炸弹结构简图通常，燃料空气炸弹中环氧乙烷、氧化丙烯等液体含能燃料组分未与空气充分混合时，不具有爆炸性能，因此，燃料空气炸药也称为云爆药剂。

ISSN 1671-2900 采矿技术 第20卷 第6期 2020年11月CN 43-1347/TD Mining Technology，Vol.20，No.6 Nov. 2020二氧化碳膨胀爆破技术现状及发展周明安1，周晓光1，夏军2，徐添福3(1.湖南铁军工程建设有限公司，湖南长沙410007；2.国防科技大学，湖南长沙410072；3.湖南省训保军训器材有限公司，湖南长沙410003)摘要:二氧化碳膨胀爆破技术不仅是工程爆破的一项补充，也是一项有广阔发展前景的技术。

中国爆破行业协会及管理部门高度重视及支持该项技术的发展，近年理论和技术研究均取得很好成果。

为促进二氧化碳膨胀爆破技术的发展，理论需深入研究，应用可向水下爆破、军事等领域拓展，规范管理才能促进技术的健康发展。

关键词:二氧化碳;膨胀爆破;技术现状;管理措施0 引 言岩石爆破是利用炸药爆炸产生高温高压气体及冲击波的共同作用破岩。

爆破会产生振动、飞石等危害，在复杂环境爆破安全风险较高，且爆破采用的爆炸物品属于严格控制的危险品，管理严，储存、运输、使用安全要求高。

非炸药破岩是人们一直研究的问题，机械、高能燃烧剂、静态破碎剂、高压气体膨胀等非炸药破岩已作为炸药爆破的补充应用于工程施工。

二氧化碳膨胀爆破是将液态二氧化碳密闭于高强度容器，通过高热快速激发，使二氧化碳由液相向气相快速转化，并瞬间形成高压气体破岩。

具有振动小、飞石易于控制，无火花等特点。

该技术起源于1930年代的欧美，始于煤矿开采，如英国CARDOX公司研制的液态二氧化碳相变致裂装置，可应用于高瓦斯矿井的采煤工作面，不易引起瓦斯爆炸。

二氧化碳膨胀爆破技术拓展于露天岩石破碎，1980年代，该技术逐步应用到爆破震源、金属制品成型、地下矿山、露天矿山开采等领域，是一种较好的非炸药破岩方法，近年倍受关注。

1 发展历程1990年代，我国开始引进二氧化碳膨胀爆破技术，最初应用于煤矿，2014年后从地下矿山拓展到露天矿山，应用于矿山、道路、基坑等露天岩石爆破，取得了一定的社会经济效益，相关的设备、技术也得到了发展。

爆炸进展情况分析报告根据最新的数据和情报，以下是关于爆炸事件进展情况的分析报告。

1. 事件概述：在（地点）发生了一起严重的爆炸事故。

根据目前可用的信息，爆炸发生于（日期和时间）。

事件造成了（人员伤亡情况）以及（财产损失情况）。

爆炸的具体原因和始末尚未完全确认。

2. 事故调查：爆炸发生后，（相关机构/安全部门）立即展开了调查。

调查人员对现场进行了勘查，并收集了相关证据。

事故调查的重点包括确定爆炸的起因、分析爆炸的类型和强度、研究可能的破坏模式，并检查可能存在的安全漏洞。

3. 受影响区域：由于爆炸的威力和规模，周边地区受到了不同程度的影响。

短期内，爆炸区域被封锁，居民和工作人员被疏散或转移至安全地区。

近邻的建筑物、道路和设施可能遭受了损坏。

4. 人员伤亡和救援：爆炸造成了大量的人员伤亡。

当地的紧急救援人员和医疗机构迅速做出反应，救援伤者并提供了紧急医疗援助。

现阶段，救援工作仍在继续，可能还有被困人员需要施救。

5. 媒体报道和公众关注：当事件发生后，媒体立即关注并广泛报道了爆炸事件。

公众对事件的关注度极高，社交媒体上充满了关于事件的讨论和信息分享。

这凸显了公众对事件进展以及受害者的关注和关心。

6. 后续措施和预防措施：事件调查的后续措施将包括进一步分析爆炸的原因和影响，并采取适当的措施来防止类似事件再次发生。

公共当局和相关组织将加强安全措施和应急响应能力，以确保公众的安全和安宁。

7. 结论：爆炸事件是一起严重的灾难，造成了人员伤亡和财产损失。

事故调查仍在进行中，我们将继续追踪事件的最新进展。

在此期间，公众和媒体都应冷静、理性地对待事件，并遵守有关机构和当局的指示和警示。

我们将抱着希望，相信相关部门和组织将始终以公众安全为重，尽力避免类似事件再次发生。

气体使用安全技术的进展与展望近年来，随着工业化和城市化进程的不断加快，气体作为一种重要的能源和化工原料，被广泛应用于生产和日常生活中。

然而，气体使用过程中潜在的安全风险也引起了人们的关注。

为了确保气体使用的安全性，相关技术不断发展和完善。

本文将从安全监测技术、防护设备和标准管理三个方面探讨气体使用安全技术的进展与展望。

首先，安全监测技术在气体使用中起到了至关重要的作用。

随着传感器和监测设备技术的进步，气体泄露、浓度监测和爆炸风险评估等方面的安全监测能力得到了大幅提升。

例如，现代化的气体泄漏监测系统可以通过气体浓度传感器实时监测工作场所的气体浓度，并在超过阈值时发出警报。

此外，利用无线传感器网络，监测系统可以实现对大范围区域内气体泄露的实时监控，进一步提高了气体使用过程中的安全性。

其次，防护设备在气体使用安全中也起到了关键性的作用。

防护设备可以帮助减轻事故发生时的危害和减少人员伤亡。

例如，防爆设备可以有效阻止气体泄漏引起的爆炸事故。

近年来，随着材料科学和防护技术的发展，新型防爆材料和装置不断涌现，提高了爆炸事故的防范和应对能力。

此外，个人防护设备的研发也取得了显著进展。

例如，高效的防护面具和护目镜可以有效防止有害气体对工作人员的伤害，提高了工作场所的安全性。

最后，标准管理在气体使用安全中起到了重要的引领和规范作用。

标准的制定和执行能够对气体使用过程中的安全进行全面管理。

国际标准化组织（ISO）和国家相关标准机构为各行各业制定了安全使用气体的标准。

这些标准明确了气体使用的相关要求和安全措施，有力地推动了气体使用过程中的安全技术进步。

未来，随着气体使用的广泛应用，更多的安全标准将被制定和完善，进一步提高气体使用的安全性。

总而言之，气体使用安全技术在过去的几年中取得了显著进展，但仍面临一些挑战和改进的空间。

未来的发展方向包括更高精度的监测技术和更智能化的防护设备，以及更严格的标准管理和监督。

同时，注重技术与应用的结合，加强协作合作，共同推动气体使用安全技术的不断进步，实现气体使用更加安全可靠。

我国气体与粉尘爆炸事故现状及影响因素分析杨　豪,王培植,万祥云(中国地质大学(武汉)工程学院,武汉430074)摘　要:论述了我国气体与粉尘爆炸事故的研究现状,对气体与粉尘爆炸的条件及主要影响因素做了较为详细的分析,研究了各种防止气体及粉尘爆炸发生的措施,提出进一步研究的方向和要求。

关键词:气体爆炸;粉尘爆炸;防爆措施中图分类号:X928 文献标识码:A 文章编号:167121556(2008)01200972033Current Accident Status of G as and Dust Explosion in Chinaand Analysis of the Influencing F actorsYAN G Hao,WAN G Pei2zhi,WAN Xiang2yun(Facult y of En gi neeri ng,Chi na Universit y of Geosciences,W uhan430074,Chi na) Abstract:The research stat us of t he gas and dust explo sion accident s is discussed.The explosion condi2 tions and main influencing factors of gas and dust explo sio n are analyzed in detail.Many kinds of preven2 ting measures are researched,and t he research direction and requirement s are p ut forward.K ey w ords:gas explosion;dust explo sion;explo sion p revention measure0　引　言气体和粉尘爆炸事故在当前各类工业事故中占有较大比重。

ｄｏｉ:１０.３９６９/ｊ.ｉｓｓｎ.１００１￣８３５２.２０２４.０１.００８封闭体系内丁烷￣空气预混气体爆炸的试验研究❋张宇庭㊀徐振洋㊀闫祎然㊀宋家威㊀秦㊀涛辽宁科技大学矿业工程学院(辽宁鞍山ꎬ１１４０５１)[摘㊀要]㊀为研究不同浓度丁烷￣空气预混气体在封闭管道内的燃爆特性ꎬ利用方形密闭爆炸试验管道对不同体积分数的丁烷￣空气预混气体进行爆炸试验ꎮ结果表明:气体爆炸先后经历了压力上升第一阶段㊁压力上升第二阶段和压力下降阶段ꎻ随着丁烷气体浓度的上升ꎬ爆炸压力上升速率㊁最大火焰速度㊁火焰加速度都呈先升高㊁后降低的趋势ꎻ其中ꎬ当丁烷体积分数为５％时ꎬ上述参数均达到峰值ꎻ含水管道中ꎬ气相与液相的爆炸压力趋势基本一致ꎬ但相较于无水管道中的压力变化更为平缓ꎬ并且最大爆炸压力及升压速率都较低ꎮ为可燃气体燃爆问题研究提供理论参考ꎮ[关键词]㊀预混气体ꎻ封闭管道ꎻ爆炸压力ꎻ火焰速度[分类号]㊀ＴＱ５６０.７ꎻＸ９３２ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅＥｘｐｌｏｓｉｏｎｏｆＰｒｅｍｉｘｅｄＧａｓｏｆＢｕｔａｎｅａｎｄＡｉｒｉｎａＣｌｏｓｅｄＳｙｓｔｅｍＺＨＡＮＧＹｕｔｉｎｇꎬＸＵＺｈｅｎｙａｎｇꎬＹＡＮＹｉｒａｎꎬＳＯＮＧＪｉａｗｅｉꎬＱＩＮＴａｏＳｃｈｏｏｌｏｆＭｉｎｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＬｉａｏｎｉｎｇ(ＬｉａｏｎｉｎｇＡｎｓｈａｎꎬ１１４０５１) [ＡＢＳＴＲＡＣＴ]㊀Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎａｎｄｅｘｐｌｏｓｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｂｕｔａｎｅ￣ａｉｒｐｒｅｍｉｘｅｄｇａｓｅｓｗｉｔｈｖａ￣ｒｉｏｕｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｉｎｅｎｃｌｏｓｅｄｐｉｐｅｌｉｎｅｓꎬａｓｑｕａｒｅ￣ｓｈａｐｅｄｓｅａｌｅｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｐｉｐｅｌｉｎｅｗａｓｕｔｉｌｉｚｅｄｔｏｃｏｎｄｕｃｔｅｘｐｌｏｓｉｏｎｔｅｓｔｓｏｎｂｕｔａｎｅ￣ａｉｒｐｒｅｍｉｘｅｄｇａｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｖｏｌｕｍｅｆｒａｃｔｉｏｎｓｏｆｂｕｔａｎｅ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｉｔｇｏｅｓｔｈｒｏｕｇｈｔｈｒｅｅｓｔａ￣ｇｅｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｉｎｉｔｉａｌｐｒｅｓｓｕｒｅｒｉｓｅꎬｓｅｃｏｎｄａｒｙｐｒｅｓｓｕｒｅｒｉｓｅꎬａｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅｄｅｃｒｅａｓｅｉｎｇａｓｅｘｐｌｏｓｉｏｎ.Ａｓｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｂｕｔａｎｅｇａｓｉｎｃｒｅａｓｅｓꎬｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｒａｔｅｏｆｅｘｐｌｏｓｉｏｎｐｒｅｓｓｕｒｅꎬｍａｘｉｍｕｍｆｌａｍｅｖｅｌｏｃｉｔｙꎬａｎｄｆｌａｍｅａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎａｌｌｓｈｏｗａｔｒｅｎｄｏｆｆｉｒｓｔｉｎｃｒｅａｓｉｎｇａｎｄｔｈｅｎｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ.Ｗｈｅｎｔｈｅｖｏｌｕｍｅｆｒａｃｔｉｏｎｏｆｂｕｔａｎｅｉｓ５％ꎬｔｈｅａｂｏｖｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｌｌｒｅａｃｈｔｈｅｉｒｐｅａｋ.Ｉｎｐｉｐｅｌｉｎｅｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｗａｔｅｒꎬｔｈｅｃｈａｎｇｅｔｒｅｎｄｓｏｆｅｘｐｌｏｓｉｏｎｐｒｅｓｓｕｒｅｉｎｔｈｅｇａｓｐｈａｓｅａｎｄｌｉｑｕｉｄｐｈａｓｅａｒｅｂａ￣ｓｉｃａｌｌｙｔｈｅｓａｍｅꎬｂｕｔｃｏｍｐａｒｅｄｔｏｐｉｐｅｌｉｎｅｓｗｉｔｈｏｕｔｗａｔｅｒꎬｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｃｈａｎｇｅｓａｒｅｓｍｏｏｔｈｅｒꎬａｎｄｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｅｘｐｌｏｓｉｏｎｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅｉｎｃｒｅａｓｅｒａｔｅａｒｅｌｏｗｅｒ.Ｉｔｐｒｏｖｉｄｅｓａｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｉｓｆｏｒｔｈｅｓｔｕｄｙｏｎｃｏｍｂｕｓｔｉｂｌｅｇａｓｅｘｐｌｏｓｉｏｎ.[ＫＥＹＷＯＲＤＳ]㊀ｐｒｅｍｉｘｅｄｇａｓꎻｃｌｏｓｅｄｐｉｐｅｌｉｎｅꎻｅｘｐｌｏｓｉｏｎｐｒｅｓｓｕｒｅꎻｆｌａｍｅｓｐｅｅｄ０㊀引言随着我国城镇化的推进与城市范围的扩大ꎬ规模庞大的油气管道与城镇给排水㊁供配电的涵洞㊁暗渠等邻近或交错布置等问题非常突出ꎮ油气长途运输管道在城市地下管线中广泛存在ꎮ然而ꎬ当管线泄露ꎬ油气涌入这些排水管道㊁暗渠等密闭空间中ꎬ极易达到气体爆炸极限且难以及时被检测ꎬ从而增加了封闭空间内可燃气体爆炸的可能性ꎮ㊀㊀为了保证可燃性气体在可控范围内高效地释放能量ꎬ并且能够预防或减少运送过程中的事故损失ꎬ学者们对封闭空间内的可燃性气体爆炸参数以及机理进行了大量研究ꎮ关于单相多组分爆炸ꎬ多集中于对甲烷￣空气混合物爆炸的影响因素和机理的研究ꎮ李哲等[１]对不同浓度梯度的甲烷￣空气预混气体进行了爆炸试验ꎬ结果表明ꎬ爆炸压力上升速率以及爆炸温度都随浓度梯度的增大而呈现先增大㊁后减小的趋势ꎮＨｕａｎｇ等[２]利用高压爆炸室进行了乙烷/丙烷￣空气混合物的点火爆炸试验ꎬ研究了压力的变化对爆炸以及气体易燃性的影响ꎮ第５３卷㊀第１期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀爆㊀破㊀器㊀材㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Ｖｏｌ.５３㊀Ｎｏ.１㊀２０２４年２月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀ＥｘｐｌｏｓｉｖｅＭａｔｅｒｉａｌｓ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Ｆｅｂ.２０２４❋收稿日期:２０２３￣０５￣２４第一作者:张宇庭(２０００ )ꎬ男ꎬ硕士研究生ꎬ主要从事爆破与安全工程的研究ꎮＥ￣ｍａｉｌ:１６４８６７８５３５＠ｑｑ.ｃｏｍ通信作者:徐振洋(１９８２ )ꎬ男ꎬ博士ꎬ教授ꎬ主要从事工程爆破理论与技术的研究ꎮＥ￣ｍａｉｌ:４５８１６３２８＠ｑｑ.ｃｏｍ㊀㊀关于密闭空间中的两相爆炸ꎬ多集中于气㊁固及气㊁液两相的耦合作用及机理研究ꎮＧａｒｃｉａ￣Ａｇｒｅｄａ等[３]利用标准的２０Ｌ爆炸球对甲烷￣烟尘中不同浓度的粉尘与气体进行爆炸试验ꎬ测量了不同工况下的动态压力㊁爆燃指数和可燃性极限ꎬ为气㊁固两相爆炸研究提供了依据ꎮＳｏｎｇ等[４]模拟了当惰性岩尘与煤尘沉积于管道底部时预混甲烷气体局部点燃后的爆炸情况ꎬ获得了两相燃烧机制ꎬ并定量地评价了岩尘对爆炸能量的惰性影响ꎮＷａｎｇ等[５]在封闭管道中进行了一系列不同的液体类型和液体高度的试验ꎬ研究了多相条件下气体爆炸模式分类标准㊁易燃性极限㊁最大爆炸压力的传播和爆炸波能量分布标准ꎮＴｈｏｍａｓ等[６]在圆筒形密闭容器底部蓄水的条件下ꎬ开展了乙炔￣空气爆燃和乙炔￣氧气爆轰试验ꎬ结果表明ꎬ爆炸的峰值压力在液相和气相差别不大ꎬ而液相峰值压力的持续时间明显延长ꎮ由此可见ꎬ单一利用气体爆炸传播机理研究连续流体与气体两相爆炸的过程是不合适的ꎮ因此ꎬ如何预测底部蓄水的暗渠气体爆炸动态压力过程有待于研究ꎮ针对封闭管道内丁烷￣空气预混气体的爆炸特性进行研究ꎮ通过对含水管道与无水管道进行试验ꎬ分析了浓度变化对丁烷￣空气预混气体爆炸压力㊁火焰传播速度特征的影响ꎮ基于非稳态压力场㊁火焰传播特征ꎬ研究典型因素对气体爆炸压力和爆炸指数的影响ꎮ为耐压装置可能发生失效情况提供参考依据ꎬ对可燃气体爆炸的控制措施和防护技术㊁减小气体爆炸事故损失提供基础指导ꎮ１㊀试验１.１㊀试验系统试验系统主要由不锈钢方形管道㊁点火电极㊁压力传感器㊁光电传感器㊁真空泵㊁循环泵以及多通道数据采集系统组成ꎮ爆炸系统示意图见图１ꎮ爆炸试验管道全长约为２ｍꎬ方形管道横截面尺寸为１６８ｍｍˑ１３８ｍｍꎮ点火系统主要由ＢＹＲ￣３００型高能电火花点火装置㊁点火控制线㊁电极针和电源线组成ꎬ点火方式为脉冲点火ꎬ保证为气体爆炸提供足够点火能量ꎮ在距离点火端３５０ｍｍ与１３５０ｍｍ处ꎬ各放置２个ＢＹＲ￣１７０６Ｐ型压力传感器ꎬ位于管道正上方与底部ꎬ测量范围为－０.１ ２.０ＭＰａꎮＢＹＲ￣１７０６Ｇ型光电传感器布置在正上方压力传感器的两侧ꎬ每两个间隔１００ｍｍꎬ测量范围为０ ５０００ＫＬＤ(ｋｕｌｌｂａｃｋ￣ｌｅｉｂｌｅｒｄｉｒｅｒｇｅｎｃｅꎬＫＬ散度)ꎬ输出信㊀１－进气口ꎻ２－数显压力传感器ꎻ３－电极针ꎻ４－光电传感器ꎻ５－压力传感器ꎻ６－爆炸管道ꎻ７－排气口ꎮ图１㊀爆炸试验系统装置示意图Ｆｉｇ.１㊀Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅｅｘｐｌｏｓｉｏｎｔｅｓｔｓｙｓｔｅｍ号为０ ５Ｖꎬ供电范围为ＤＣ５ ２４ＡꎮＢＹＲ￣０２９Ａ型多通道数据采集控制系统主要由传感器㊁控制面板㊁数据采集器㊁数据接收器组成ꎬ系统采样间隔为０.２ｍｓꎮ１.２㊀试验方案首先ꎬ用真空泵机将管内抽至负压ꎬ利用集气袋将气瓶内的丁烷通过数显压力传感器定量地通入管内ꎮ之后ꎬ打开空气阀门ꎬ使管内压力达到平衡状态ꎬ并利用循环泵机使管道内的气体预混至少５ｍｉｎꎮ设置点火延迟时间㊁点火时间和数据采集时间ꎮ确定系统阀门全部处于闭合状态后ꎬ开启点火控制系统ꎮ引爆后ꎬ对系统采集数据进行记录ꎮ对于含水管道爆炸试验ꎬ首先ꎬ将一定体积(５００㊁１０００㊁１５００ｍＬ)的水注入密闭管道内ꎬ其余步骤与无水管道试验相同ꎮ２㊀结果与分析２.１㊀丁烷￣空气预混气体爆炸压力变化特征通过试验系统中距离点火源最近的压力传感器５采集不同体积分数丁烷引爆后的管内压力变化数据ꎬ得到了当丁烷体积分数分别为４％㊁５％㊁６％㊁７％㊁８％时丁烷￣空气预混气体的爆炸压力随时间的变化曲线ꎬ如图２所示ꎮ当预混气体中的丁烷体积分数不同时ꎬ无论是最大爆炸压力还是最大爆炸压力出现的时间都存在一定的差异ꎬ但所有浓度曲线都呈现先上升㊁后下降的趋势ꎮ不同体积分数丁烷￣空气预混气体爆炸的压力变化曲线可主要划分为压力上升第一阶段㊁压力上升第二阶段㊁压力下降阶段３个阶段[７￣８]ꎮ㊀㊀以体积分数５％的丁烷为例:在第２１.６ｍｓ以前ꎬ管道内处于短暂恒定状态ꎮ直到封闭管道内预２５ ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀爆㊀破㊀器㊀材㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第５３卷第１期㊀㊀图２㊀不同体积分数丁烷爆炸压力随时间的变化曲线Ｆｉｇ.２㊀Ｅｘｐｌｏｓｉｏｎｐｒｅｓｓｕｒｅ￣ｔｉｍｅｃｕｒｖｅｓｏｆｂｕｔａｎｅｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｖｏｌｕｍｅｆｒａｃｔｉｏｎｓ混气体被点燃后ꎬ火焰从点火源附近开始向四周扩散ꎬ此时ꎬ爆炸压力进入压力上升的第一阶段ꎮ由于反应初期参与燃烧反应的丁烷气体量较少ꎬ所以在压力上升的第一阶段中ꎬ升压速率较低ꎬ火焰传播表现为层流燃烧[９]ꎮ由图２可以看出ꎬ不同体积分数的丁烷预混气体压力上升第一阶段持续时间存在一定差异ꎮ其中ꎬ丁烷体积分数为５％时ꎬ持续时间最短ꎬ直到爆炸发生后９１.６ｍｓ才结束ꎮ在这一阶段中ꎬ燃烧生成的热量导致预混气体中活性分子的化学键断裂ꎬ化学键的断裂会产生有催化燃烧反应的自由基ꎬ并且这些自由基会循环地参与反应ꎬ导致系统热量不断增多ꎬ且产热速率加快[１０]ꎮ理想气体状态方程[１１]ｐＶ＝ｎＲＴꎮ(１)式中:ｐ为压强ꎻＶ为体积ꎻｎ为物质的量ꎻＴ为温度ꎻＲ为气体常数ꎬ取(８.３１４４１ʃ０.０００２６)Ｊ/(ｍｏｌ Ｋ)ꎮ由式１可知ꎬ由于系统热量的积累ꎬ封闭管道内的受热气体膨胀ꎬ导致管内压力指数型上升ꎬ直到压力上升的第一阶段结束都处于增长的趋势ꎮ图３为体积分数５％的丁烷预混气体燃烧压力时序图ꎮ由图３可知ꎬ压力上升第一阶段结束在爆炸发生后第９１.６ｍｓꎬ结束时压力达到了０.２０７ＭＰａꎮ此阶段结束后ꎬ压力经历了短暂的平缓后再持续升高ꎬ压力上升速率先变慢㊁后变快ꎬ此时为压力上升第二阶段ꎮ㊀㊀该阶段的爆炸压力升高趋势持续了２３９.８ｍｓꎬ达到最大爆炸压力０.５３２ＭＰａ后才结束ꎬ而在压力上升阶段出现了升压速率升高㊁降低㊁再升高的现象ꎮ这是由于开始时火焰燃烧的剧烈程度加大ꎬ且火焰面积不断增大ꎬ使得火焰在接触管道壁面之前升压速率持续升高[１２]ꎮ之后ꎬ随着火焰与管道壁面㊀㊀㊀图３㊀体积分数为５％的丁烷预混气体燃烧压力时序图Ｆｉｇ.３㊀Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｐｒｅｓｓｕｒｅｓｅｑｕｅｎｃｅｄｉａｇｒａｍｏｆｂｕｔａｎｅｐｒｅｍｉｘｅｄｇａｓｗｉｔｈａｖｏｌｕｍｅｆｒａｃｔｉｏｎｏｆ５％的接触面积不断增大ꎬ由于管道壁面的温度低于火焰温度而产生导热作用ꎻ同时ꎬ火焰的纵向传播受阻导致爆炸能量的损失ꎬ两者的作用阻碍了管道内的爆炸压力的增长ꎬ致使在一段时间内压力上升趋势变得较为缓慢ꎮ在这之后ꎬ爆炸压力上升速率加快ꎬ该情景可参照可燃气体升压速率的三次方定律进行考虑[１３]ꎮ火焰沿管道横向持续传播ꎬ丁烷燃烧产生的增压效果逐渐增大ꎻ其次ꎬ管道壁面的导热作用对火焰传播压力的影响开始变弱ꎻ同时ꎬ火焰发展受到空间限制的影响也逐渐变弱ꎬ两者效果作用使得升压速率增大ꎬ直到系统压力达到最大爆压时ꎬ压力上升第二阶段才结束ꎮ对于体积分数５％的丁烷预混气体ꎬ在爆炸发生的３３１.４ｍｓ以后ꎬ进入压力下降阶段ꎮ封闭管道内的丁烷与氧气被大量消耗后ꎬ爆炸能量开始降低ꎬ已燃烧区域的温度开始下降ꎮ根据理想气体状态方程可知ꎬ靠近点火源附近的已燃区域气压降低ꎬ此时燃烧产生的水蒸气开始凝结ꎬ并且管壁导热现象依然存在ꎬ导致气体爆炸压力呈现下降趋势ꎮ对各浓度的丁烷预混气体爆炸压力进行分析ꎬ绘制出爆炸过程中的最大升压速率随丁烷气体浓度变化的特征曲线ꎬ如图４所示ꎮ从图４中可以看出:丁烷体积分数为５％时的升压速率最大ꎻ并且随着丁烷浓度增大ꎬ最大升压速率的变化梯度逐渐减小ꎮ根据图４中升压速率由大到小对应的丁烷体积分数为:５％㊁４％㊁６％㊁７％㊁８％ꎮ在图４中ꎬ曲线表现为中间高㊁向两侧递减的趋势ꎬ表明爆炸压力上升速率随丁烷在预混气体中的体积分数变化呈近似线性的关系ꎬ同时也反映出最大升压速率可作为评估丁烷气体爆炸强度的一个重要指标ꎬ可较为直观地分析丁烷￣空气预混气体爆炸威力的强弱ꎮ２.２㊀丁烷￣空气预混气体爆炸火焰速度变化特征通过对系统中光电传感器捕捉的火焰信号进行３５２０２４年２月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀封闭体系内丁烷￣空气预混气体爆炸的试验研究㊀张宇庭ꎬ等㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀图４㊀不同体积分数丁烷￣空气预混气体燃烧的最大升压速率Ｆｉｇ.４㊀Ｍａｘｉｍｕｍｐｒｅｓｓｕｒｅｒｉｓｅｒａｔｅｉｎｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｏｆｂｕｔａｎｅｐｒｅｍｉｘｅｄｇａｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｖｏｌｕｍｅｆｒａｃｔｉｏｎｓ分析计算ꎬ得出不同浓度丁烷与空气预混气体爆炸时火焰最大速度㊁平均速度以及加速度曲线ꎬ如图５所示ꎮ由图５可知ꎬ当丁烷体积分数在４％ ７％时ꎬ无论是火焰最大速度㊁平均速度还是火焰加速度都呈现先增大㊁后减小的趋势ꎬ并且在体积分数为５％时达到峰值ꎮ㊀㊀㊀图５㊀不同体积分数丁烷￣空气预混气体燃烧的火焰传播速度参数Ｆｉｇ.５㊀Ｆｌａｍｅｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｓｐｅｅｄｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｎｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｏｆｂｕｔａｎｅｐｒｅｍｉｘｅｄｇａｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｖｏｌｕｍｅｆｒａｃｔｉｏｎｓ㊀㊀火焰的加速与燃烧物的热膨胀㊁系统产热量㊁边界层效应等相关ꎮ在燃烧初期ꎬ即火焰接触管道壁面之前ꎬ火焰的加速主要因为燃烧物的热膨胀使得燃烧气体的体积增加ꎬ燃烧物体积随时间增加量为ｄＶｂｄｔ＝σＡＳＬꎮ(２)式中:Ｖｂ为丁烷气体体积ꎻσ为体积膨胀系数ꎬσ＝ρａ/ρｂꎻρａ为未燃烧气体的密度ꎻρｂ为已燃烧气体的密度ꎻＡ为火焰的总表面积ꎻＳＬ为层流火焰传播速度ꎮ根据Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ方程可知[１４￣１５]ꎬ气体反应速率常数为ｋ＝Ａｅ－ＥａＲＴꎮ(３)式中:Ｅａ为表观活化能ꎻＲ为摩尔气体常量ꎻＴ为热力学温度ꎻＡ为引入的频率因子ꎬ与反应物分子间相互碰撞的概率相关ꎮ由式(３)可知ꎬ在其他试验条件相同的情况下ꎬ对于不同体积分数的丁烷预混气体燃烧ꎬ燃烧反应速率与频率因子呈线性关系ꎬ且与反应温度呈指数关系ꎬ表现为在接近当量浓度下燃烧反应最为剧烈ꎬ气体分子间碰撞概率最高[１６]ꎮ由此可见ꎬ在最接近丁烷浓度当量ꎬ即丁烷体积分数为５％时ꎬ气体燃烧反应速率最大ꎮ在单位时间内ꎬ丁烷￣空气预混气体的放热量ｑｅ＝ｋＱＶꎮ(４)式中:ｋ为气体反应速率常数ꎻＱ为单位体积内预混气体反应放热量ꎻＶ为密闭管道总体积ꎮ由式(４)可知ꎬ预混气体在单位时间内的放热量与气体反应速率ｋ呈线性关系ꎮ结合式(３)可知ꎬ单位时间放热量受到反应物分子间的碰撞概率影响ꎬ当预混气体中的丁烷体积分数为５％时ꎬ由于接近当量爆炸ꎬ分子碰撞概率较大ꎬ使得单位时间内放热量较其他浓度时大ꎬ燃烧物的热膨胀与热量的突增促使火焰向前发展ꎮ所以ꎬ丁烷体积分数为５％时ꎬ火焰传播速度及加速度最大[１７]ꎮ由于试验系统中氧气与丁烷所占体积比约为４︰１ꎬ并且在相同的浓度梯度下进行试验ꎬ当丁烷体积分数在６％或以上ꎬ即富燃料燃烧时ꎬ火焰速度相较于丁烷体积分数在４％或以下的贫燃料燃烧要大ꎮ这是因为ꎬ富燃料燃烧时可燃物分子与助燃物分子间的碰撞概率要比贫燃料燃烧时高ꎬ使得气体反应速率较大[１８￣１９]ꎮ对比图５中的３条曲线可知ꎬ火焰传播加速度曲线的变化幅度较大ꎬ相比之下ꎬ最大火焰速度与平均速度曲线较为平缓ꎮ因此ꎬ火焰传播的加速度可作为判定气体爆炸强度的重要指标ꎮ２.３㊀含水管道爆炸压力变化特征根据分别布置在管道上㊁下部的压力传感器采集的数据ꎬ绘制出在丁烷体积分数为５％时含水管道与无水管道内爆炸压力的变化曲线ꎬ如图６所示ꎮ㊀㊀压力记录表明ꎬ在底部蓄水的情况下ꎬ气相与液相的压力变化趋势基本相同ꎬ并且在保证预混气体被顺利点燃㊁管道内产生轰鸣声㊁各传感器成功记录数据并传输至计算机(即试验成功进行)的前提下ꎬ发现含水量的多少对试验结果的影响并不明显ꎮ㊀㊀但是对比无水情况下的爆炸压力曲线ꎬ可以明显看出ꎬ含水管道内爆炸压力变化趋势较为平缓ꎬ不仅最大爆炸压力较小ꎬ而且达到最大爆压的时间以及最大爆压的持续时间都较长于无水管道中的爆炸ꎮ出现这一类现象是因为预混气体在被点燃后火４５ ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀爆㊀破㊀器㊀材㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第５３卷第１期㊀㊀㊀图６㊀含水管道与无水管道中体积分数５％的丁烷预混气体爆炸压力的变化曲线Ｆｉｇ.６㊀Ｖａｒｉａｔｉｏｎｃｕｒｖｅｓｏｆｅｘｐｌｏｓｉｏｎｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆｂｕｔａｎｅｐｒｅｍｉｘｅｄｇａｓｗｉｔｈａｖｏｌｕｍｅｆｒａｃｔｉｏｎｏｆ５％ｉｎｗａｔｅｒｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｐｉｐｅｌｉｎｅｓａｎｄａｎｈｙｄｒｏｕｓｐｉｐｅｌｉｎｅｓ焰面与连续的水体的接触面积逐渐增大ꎬ可燃气体分子与水分子发生碰撞ꎬ导致大量可燃气体分子未能参与燃烧反应ꎬ使得气体反应速率降低ꎬ热量和热膨胀的传递受到阻碍[２０]ꎮ此外ꎬ水体作为冷却剂在气体燃烧的过程中起到了一定的抑制与缓冲作用ꎬ使得爆炸压力波传播受限ꎬ这共同导致了爆炸压力变化平缓ꎮ３　结论利用方形密闭试验管道研究了丁烷体积分数的改变对丁烷￣空气预混气体爆燃特性的影响ꎬ并在底部蓄水的管道内对体积分数５％的丁烷预混气体进行燃烧试验ꎬ得出以下结论:１)在相同浓度梯度下ꎬ丁烷体积分数为５％时ꎬ燃烧最为激烈ꎮ丁烷￣空气预混气体的燃烧压力发展过程大致可以分为３个阶段:压力上升第一阶段㊁压力上升第二阶段㊁压力下降阶段ꎮ压力上升第一阶段开始于燃烧初始时期ꎬ在燃烧压力变化曲线第一次到达拐点并出现短暂平缓时结束ꎮ此阶段中ꎬ管道内升压速率呈持续上升趋势ꎮ之后ꎬ升压速率开始下降ꎬ燃烧压力变化趋于平缓ꎮ进入压力上升第二阶段后ꎬ丁烷燃烧的增压效果逐渐变大ꎬ升压速率再次升高ꎬ并且在结束时达到最大爆炸压力ꎮ最后ꎬ管内水蒸气凝结ꎬ且可燃气体含量减少ꎬ进入压力进入下降阶段ꎮ２)燃烧火焰最大速度㊁加速度㊁最大升压速率都是丁烷￣空气预混气体在不同浓度下燃烧的敏感影响因素ꎮ而加速度和最大压升速率可作为有效的指标参考ꎬ评判丁烷气体爆炸强度的大小ꎮ３)在含水管道内进行体积分数５％的丁烷￣空气预混气体爆炸试验ꎮ压力记录结果显示ꎬ气相与液相压力变化趋势基本一致ꎮ但对比无水管道的爆炸压力变化曲线可知ꎬ无论是气相压力或液相压力ꎬ含水管道的压力曲线都较为平缓ꎬ并且到达最大压力的时间有所延后ꎮ参考文献[１]㊀李哲ꎬ陈先锋ꎬ孙玮康.浓度梯度对甲烷￣空气混合气体爆炸特性参数的影响[Ｊ].振动与冲击ꎬ２０２１ꎬ４０(１１):２６￣３２.ＬＩＺꎬＣＨＥＮＸＦꎬＳＵＮＷＫ.Ｅｆｆｅｃｔｏｆｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｇｒａ￣ｄｉｅｎｔｏｎｅｘｐｌｏｓｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｍｅｔｈａｎｅ￣ａｉｒｍｉｘｔｕｒｅ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＶｉｂｒａｔｉｏｎａｎｄＳｈｏｃｋꎬ２０２１ꎬ４０(１１):２６￣３２.[２]㊀ＨＵＡＮＧＬＪꎬＷＡＮＧＹꎬＺＨＡＮＧＬꎬｅｔａｌ.Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｐｒｅｓｓｕｒｅｏｎｔｈｅｆｌａｍｍａｂｉｌｉｔｙｌｉｍｉｔｓａｎｄｅｘｐｌｏｓｉｏｎｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆｅｔｈａｎｅ/ｐｒｏｐａｎｅ￣ａｉｒｍｉｘｔｕｒｅｓｉｎａｃｙｌｉｎｄｅｒｖｅｓｓｅｌ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＬｏｓｓＰｒｅｖｅｎｔｉｏｎｉｎｔｈｅＰｒｏｃｅｓｓＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓꎬ２０２２ꎬ７４:１０４６３８.[３]㊀ＧＡＲＣＩＡ￣ＡＧＲＥＤＡＡꎬＤＩＢＥＮＥＤＥＴＴＯＡꎬＲＵＳＳＯＰꎬｅｔａｌ.Ｄｕｓｔ/ｇａｓｍｉｘｔｕｒｅｓｅｘｐｌｏｓｉｏｎｒｅｇｉｍｅｓ[Ｊ].ＰｏｗｄｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０１１ꎬ２０５(１/２/３):８１￣８６. [４]ＳＯＮＧＹＦꎬＺＨＡＮＧＱ.Ｃｒｉｔｅｒｉｏｎａｎｄｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｓｐａｒｋ￣ｉｎｄｕｃｅｄｄｕｓｔｌａｙｅｒｅｘｐｌｏｓｉｏｎ[Ｊ].Ｆｕｅｌꎬ２０２０ꎬ２６７:１１７２０５.[５]㊀ＷＡＮＧＤꎬＱＩＡＮＸＭꎬＪＩＴＣꎬｅｔａｌ.Ｆｌａｍｍａｂｉｌｉｔｙｌｉｍｉｔａｎｄｅｘｐｌｏｓｉｏｎｅｎｅｒｇｙｏｆｍｅｔｈａｎｅｉｎｅｎｃｌｏｓｅｄｐｉｐｅｌｉｎｅｕｎｄｅｒｍｕｌｔｉ￣ｐｈａｓｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ[Ｊ].Ｅｎｅｒｇｙꎬ２０２１ꎬ２１７:１１９３５５.[６]㊀ＴＨＯＭＡＳＧＯꎬＯＡＫＬＥＹＧＬ.Ａｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｉｎｖｅｓｔｉ￣ｇａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏｕｐｌｉｎｇｂｅｔｗｅｅｎｇａｓｅｏｕｓｅｘｐｌｏｓｉｏｎｐｒｅｓｓｕｒｅｓａｎｄａｗａｔｅｒｖｏｌｕｍｅｉｎａｃｌｏｓｅｄｖｅｓｓｅｌ[Ｊ].ＰｒｏｃｅｓｓＳａｆｅｔｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎꎬ２０１０ꎬ８８(１):２０￣２３. [７]㊀余明高ꎬ孔杰ꎬ王燕ꎬ等.不同浓度甲烷￣空气预混气体爆炸特性的试验研究[Ｊ].安全与环境学报ꎬ２０１４ꎬ１４(６):８５￣９０.ＹＵＭＧꎬＫＯＮＧＪꎬＷＡＮＧＹꎬｅｔａｌ.Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｔｕｄｙｏｎｅｘｐｌｏｓｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｔｈｅｍｅｔｈａｎｅ￣ａｉｒｐｒｅ￣ｍｉｘｔｕｒｅａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳａｆｅｔｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔꎬ２０１４ꎬ１４(６):８５￣９０. [８]㊀秦毅ꎬ陈小伟ꎬ黄维.密闭空间可燃气体爆炸超压预测[Ｊ].爆炸与冲击ꎬ２０２０ꎬ４０(３):０３２２０２.ＱＩＮＹꎬＣＨＥＮＸＷꎬＨＵＡＮＧＷ.Ｏｖｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅｐｒｅｄｉｃ￣ｔｉｏｎｏｆｃｏｍｂｕｓｔｉｂｌｅｇａｓｅｘｐｌｏｓｉｏｎｉｎｃｏｎｆｉｎｅｄｓｐａｃｅ[Ｊ].ＥｘｐｌｏｓｉｏｎａｎｄＳｈｏｃｋＷａｖｅｓꎬ２０２０ꎬ４０(３):０３２２０２. [９]㊀钟飞翔ꎬ郑立刚ꎬ马鸿雁ꎬ等.ＣＨ４/Ｏ２/ＣＯ２预混体系爆炸动力学研究[Ｊ].爆炸与冲击ꎬ２０２２ꎬ４２(１):０１２１０１.５５２０２４年２月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀封闭体系内丁烷￣空气预混气体爆炸的试验研究㊀张宇庭ꎬ等㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀ＺＨＯＮＧＦＸꎬＺＨＥＮＧＬＧꎬＭＡＨＹꎬｅｔａｌ.ＡｓｔｕｄｙｏｆｅｘｐｌｏｓｉｏｎｄｙｎａｍｉｃｓｏｆａＣＨ４/Ｏ２/ＣＯ２ｐｒｅｍｉｘｅｄｓｙｓｔｅｍ[Ｊ].ＥｘｐｌｏｓｉｏｎａｎｄＳｈｏｃｋＷａｖｅｓꎬ２０２２ꎬ４２(１):０１２１０１.[１０]㊀蒋晓燕ꎬ王文露ꎬ卞维柏ꎬ等.甲烷的生成及对木质素二聚体热解过程的影响[Ｊ].分子科学学报ꎬ２０２３ꎬ３９(２):１１１￣１１７.ＪＩＡＮＧＸＹꎬＷＡＮＧＷＬꎬＢＩＡＮＷＢꎬｅｔａｌ.Ｆｏｒｍａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｍｅｔｈａｎｅａｎｄｉｔｓｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｌｉｇｎｉｎｐｙｒｏｌｙ￣ｓｉｓｐｒｏｃｅｓｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｏｌｅｃｕｌａｒＳｃｉｅｎｃｅꎬ２０２３ꎬ３９(２):１１１￣１１７.[１１]㊀贾进章ꎬ冯路阳.密闭直管内瓦斯爆炸温度和压力的实验研究[Ｊ].爆破器材ꎬ２０１８ꎬ４７(１):２２￣２５.ＪＩＡＪＺꎬＦＥＮＧＬＹ.Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｎｇａｓｅｘｐｌｏ￣ｓｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅｉｎｃｌｏｓｅｄｓｔｒａｉｇｈｔｔｕｂｅ[Ｊ].ＥｘｐｌｏｓｉｖｅＭａｔｅｒｉａｌｓꎬ２０１８ꎬ４７(１):２２￣２５. [１２]㊀章文义ꎬ李玉艳ꎬ潘峰ꎬ等.丙烷￣氧气预混气体的火焰传播及点火特性[Ｊ].爆破器材ꎬ２０１９ꎬ４８(４):２７￣３２.ＺＨＡＮＧＷＹꎬＬＩＹＹꎬＰＡＮＦꎬｅｔａｌ.Ｆｌａｍｅｐｒｏｐａｇａ￣ｔｉｏｎａｎｄｉｇｎｉｔｉｏｎｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｐｒｏｐａｎｅ￣ｏｘｙｇｅｎｐｒｅｍｉｘｅｄｇａｓ[Ｊ].ＥｘｐｌｏｓｉｖｅＭａｔｅｒｉａｌｓꎬ２０１９ꎬ４８(４):２７￣３２. 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[１９]㊀黄建青ꎬ李磊ꎬ蔡伟伟.贫燃熄火实验预测方法综述[Ｊ].实验流体力学ꎬ２０１８ꎬ３２(２):１￣９.ＨＵＡＮＧＪＱꎬＬＩＬꎬＣＡＩＷＷ.Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｏｆｌｅａｎｂｌｏｗｏｎｔ:ａｒｅｖｉｅｗ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｉｎＦｌｕｉｄＭｅｃｈａｎｉｃｓꎬ２０１８ꎬ３２(２):１￣９.[２０]㊀王悦ꎬ白春华ꎬ李斌ꎬ等.密闭空间瞬态液雾粒径及浓度测量实验研究[Ｊ].兵工学报ꎬ２０１５ꎬ３６(９):１６６５￣１６７０.ＷＡＮＧＹꎬＢＡＩＣＨꎬＬＩＢꎬｅｔａｌ.Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｆｔｒａｎｓｉｅｎｔｄｒｏｐｌｅｔｓｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅａｎｄｃｏｎｃｅｎｔｒａ￣ｔｉｏｎｉｎｃｏｎｆｉｎｅｄｓｐａｃｅｓ[Ｊ].ＡｃｔａＡｒｍａｍｅｎｔａｒｉｉꎬ２０１５ꎬ３６(９):１６６５￣１６７０.６５ ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀爆㊀破㊀器㊀材㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第５３卷第１期。

气体爆炸研究现状及发展趋势
李生娟;毕明树;章正军;丁信伟
【期刊名称】《化工装备技术》
【年(卷),期】2002(23)6
【摘要】对可燃气体爆炸的实验研究、理论分析和数值模拟方法进行了回顾,阐述了障碍物在可燃气体爆炸过程中的影响,讨论了已有理论分析方法和数值模拟方法的应用及局限性,分析了可燃气体爆炸研究的发展趋势.
【总页数】5页(P15-19)
【作者】李生娟;毕明树;章正军;丁信伟
【作者单位】大连理工大学化工学院;大连理工大学化工学院;大连理工大学化工学院;大连理工大学化工学院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ56
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1.多元可燃气体爆炸极限理论预测模型研究 [J], 马秋菊;万孟赛;邵俊程;钟鸣宇;郭宇浩
2.管道结构对氢/空预混气体爆炸特性影响研究 [J], 周宁;倪鹏飞;李雪;李徐伟;袁雄军;赵会军
3.压力容器内气体爆炸场景下升压速率研究 [J], 徐锋;刘应华;朱国栋
4.工业气体爆炸事故原因及应急救援措施研究 [J], 都春辉;禚轩辰
5.高温高压下可燃气体爆炸极限研究 [J], 寇丽颖;张红;刘亚欣;宋明垚;王春洁;梁昌晶
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新型气体爆破技术的研究进展摘要：通过技术制造爆发，炸裂山体和煤层从而实现煤炭资源资源开采的技术问世较早，大山体以及煤层爆破存在较大的安全风险，同时会导致后续采煤工作工作环境恶劣风险较高等不安定因素，没有办法在大范围普及应用。

但爆破采煤工艺具有传统采煤无法比拟的多项优势，其落煤量大，生产效率高、综合生产澄碧低等特点均为现阶段我国煤炭企业对采煤工艺特点的实际需求。

因此业内学者从未放弃了爆破采煤工艺的研究，可控性以及安全性较高的高压气体爆破技术应运而生。

该技术通过对应的工艺处理，，提高炮孔中气体压力，通过对应机械因包装是，让高压气体瞬间释放，强大的气体膨胀力量可以击碎煤层实现传统爆破相同的效果。

关键词：气体爆破技术；现状；应用引言气体爆破技术最早使用的是液态二氧化碳作为介质的气体爆破方式，简称为液态二氧化碳爆破技术。

气体爆破技术的研究，最早由英国的卡多斯公司提出，故最早的气体爆破装置也被称之为卡多斯系统，该技术最早利用的就是液态二氧化碳物理性质上的特殊性，该装置也是液态二氧化碳爆破技术的第一次尝试。

该技术的研发初衷是希望通过一种新型的煤矿爆破装置，减少煤矿爆破中火焰造成的安全隐患，因此该项技术最初仅仅使用在煤矿开采上。

但由于该技术在爆破威力上及操作难度上要远远高于常用的雷管炸药等民爆器材，因此该技术在研究发展上一直存在较多问题。

在后续的研究中，英国学者CaldwellT在对几种防爆型岩石破裂技术的对比中指出，液态二氧化碳爆破装置并不属于爆炸范畴内，而只是一种新型的高压气体发生器，这也进一步验证了该技术主要是以物理爆炸为基础的爆破技术，属于高压气体发生器一类，在煤矿使用上具有非常高的安全性，同时可拓展对市区内部等特殊区域的爆破工作。

1问题与不足（1）对于爆破理论的研究不透彻。

在实际操作中，由于影响因素的不断变化及理论研究的局限性，使理论研究和实践应用之间还存在较大差异。

当前的主要任务还是最大程度的实现理论和实践的高度结合，从而使得理论指导实践，实践完善理论。

火灾事故后爆炸风险预测技术研究第一章：引言在近年来的社会发展中，火灾事故频繁发生，给人民的生命财产造成了巨大的损失和影响。

在灭火后，爆炸风险成为了一项重大的隐患，有可能导致次生灾害和环境污染。

因此，开发一个可靠的爆炸风险预测技术显得非常重要。

本文主要讨论了火灾事故后爆炸风险预测技术的研究现状和趋势。

第二章：火灾事故后爆炸机理分析火灾事故后的爆炸风险是由于可燃气体与氧气在一定条件下形成爆炸混合物而导致。

该混合物在接触到点火源时，会发生自我加速的爆炸反应。

因此，对于爆炸机理的研究可以帮助我们更好地了解爆炸风险的产生和演化规律。

据研究表明，爆炸风险的产生与扩散主要受以下因素影响：1）氧气浓度：在不同氧气浓度下，可燃混合物的极限浓度范围不同。

越高的氧气浓度意味着可燃混合物的极限浓度范围越窄，从而加大爆炸的可能性。

2）可燃气体种类：不同种类的可燃气体具有不同的爆炸极限，溢出量以及自燃温度等特性。

根据不同种类的可燃气体进行风险预测，有助于提高精度。

3）温度、湿度和压力：火灾事故所形成的温度、湿度和压力，会影响可燃气体的浓度、混合范围和自燃温度等参数，从而导致爆炸风险的变化。

第三章：爆炸风险预测技术现状目前，对于火灾事故后爆炸风险预测的研究主要集中在以下几个方面：1）化学模型，基于近似化学反应机理以及运用计算机技术，构建化学系统，模拟混合气体的演化规律。

2）人工神经网络，通过将数据输入到神经网络模型中，训练出关于混合气体爆炸风险的预测模型。

3）统计模型，采用统计学方法对可燃混合气体中的关键参数进行分析计算，预测爆炸风险。

4）GIS技术，通过地理信息系统对混合气体的空间分布进行分析，预测火灾事故后爆炸的范围。

第四章：结合数据驱动方法的爆炸风险预测技术随着数据驱动技术的不断发展和成熟，越来越多的学者将其应用在爆炸风险预测技术中。

利用机器学习和深度学习等技术，可以自动提取混合气体中的重要参数信息，从而提高预测精度。