An experimental system was setup to study the pressure field of unconfined vapor cloud explocions. The semi-spherical vapor clouds were formed by slotted 0.02 mm polyethylene film. In the center of the cloud was an ignition electrode that met ISO6164 "Explosion Protection System" and NFPA68 " Guide for Venting of Deflagrations". A data-acquisition system, with dynamic responding time less than 0.001 s with 0.5% accuracy, recorded the presure-time diagram of acetylene-air mixture explosion with stoichiometrical ration. The initial cloud diameters varied from 60 cm to 300 cm. Based on the analysis of experimental data, the quantitative relationship is obtained for the cloud explosion pressure, the cloud radius and the distance from ignition point. Present results provide a useful way to evaluate the building damage caused by unconfined vapor cloud explosions and to determine the indispensable explosion grade in the application of multi-energy model.

在体积为2000m3 的实验基地，进行了半球面筛孔形障碍物对半球形气云爆燃压力的增长机制影响的实验研究。可燃介质是浓度为718%的半球形乙炔2空气混合气云，气云内置半球面筛孔形障碍物，爆燃压力由精度为015级、动态响应时间小于1ms的压力变送器感受，点火装置为符合国际标准ISO6184“Explosion Protection System”和美国标准NFPA68“Guide For Venting of Deflagrations”的电火花点火。火焰传播过程的图像记录显示，爆燃火焰在遇到障碍物之前基本上以球面向外扩展，经过障碍物后会发生显著扭曲和折叠，燃烧速率增大。压力场测试结果表明，障碍物孔隙率越小、半径越大、层数越多，爆燃压力就越高。

以混合比为13.3%的乙炔2空气混合物为介质进行了内设半球条栅形障碍物的可燃气云爆燃实验研究。通过对实验数据进行曲线回归，并经方差分析检验，得到了描述可燃气云爆燃压力场的拟合关系式。应用多能模型构想对半球形可燃气云内设半球条栅形障碍物的爆燃实验结果进行分析，得到综合考虑边界条件、混合物活性和尺度比例因子的爆燃超压关系式，为其它可燃气云在其它形式障碍物约束下的爆燃超压提出估算方法。

以0.02mm厚度的聚乙烯薄膜为约束物，进行了半径0.5m的半球形乙炔/空气气云爆炸实验。结果表明，在100mJ 弱点火条件下，乙炔的爆炸界限（乙炔的质量分数）由1.5%～82.2%缩小到5.3%～17.8%，乙炔的最危险质量分数为13.3%。建立了描述可燃气云爆炸的数学模型，并采用SIMPLE 算法对模型进行求解，得到了不同燃料质量分数的爆炸超压分布。计算结果与实验值相比较，最大相对偏差为10.11%。对甲烷/空气、乙烯/空气、乙炔/空气等气云爆炸威力进行了预测，当处于最危险质量分数时，大体积的3种气云爆炸均可造成建筑物的损坏，而随着质量分数偏离最危险质量分数，破坏能力随之降低。

以长6m、管径?159×7 的钢管为实验装置，进行了管内乙炔和空气爆炸实验。结果显示，随着气云长度的增加，爆炸最大压力明显升高。建立了描述管内气云爆炸的理论模型，采用SIMPLE算法进行了数值求解。计算结果与实验值相比较，最大偏差为1917%，平均偏差为6133%。对长100m的管内甲烷和空气爆炸威力进行了预测，当气云长为10m 时，最大压力发生在轴向55m处，可达323kPa.