设计了内置半球条栅形障碍物的气云爆燃实验系统，爆燃过程的压力2时间曲线由动态响应时间小于1ms的数据采集系统通过计算机记录、储存与输出，数据采集系统由压力传感器、A/D采集卡和计算机组成。通过编制冲量计算程序，由压力2时间曲线算得各测点的冲量值。对气云爆炸冲量场与可燃气云浓度、障碍物特性参数之间的关系进行了实验研究，结果表明，乙炔2空气混合物的最危险的混合物体积分数为13.3%；障碍物空隙率、半径、空隙宽度及条栅宽度对冲量场的影响非常显著，而它们之间的交互作用几乎没有什么影响。通过曲线拟合和方差分析得到了半球形气云爆炸冲量场的近似余弦衰减规律。

可燃气体或低沸点可燃液体的事故性泄漏,会引发可燃气云爆炸事故。气体爆炸概率成为厂站、陆地及海上油气钻采平台设计中需要考虑的要素之一。为确保生产安全及对相关人员的有效保护，必须确定现场障碍物对爆炸的加强作用。为此，实验研究了内置半球栅条形障碍物半径、栅条宽度与空隙宽度3个参数对可燃气云爆炸场的影响。基于流体力学控制方程组、PDR 模型和Bakke-Hjertager燃烧模型，通过修改方程源项，考虑障碍物对流动的附加作用及对燃烧速度的影响，建立了可燃气云爆炸的理论模型，并采用SIMPLE算法进行了数值求解。实验结果表明，该类型障碍物对可燃气云爆炸威力有较大的增强作用，最大超压可达无障碍物时的10倍以上。计算结果与实验值相比较，最大相对偏差17.9%，平均相对偏差6.34%。

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.

利用球形流体力学方程和燃烧反应模型导出了无约束气云弱点火爆燃过程的压力分布场，编制了求解压力场的计算程序，可计算不同尺寸气云爆炸时各点的爆炸压力值。进行了可燃气云爆燃实验，对计算结果进行了考核。与实验结果相比，计算结果的偏差小于20%。

以乙炔2空气气云为可燃介质，进行了半径为50cm半球形气云爆炸实验。气云外布置了平板形障碍物，平板距球心的距离分别为57cm和100cm，平板的布置分为单板、双板垂直、双板平行、3板槽形和4板口形放置5种方式。结果表明，平板对气云爆炸威力有加强作用，对气云的约束越大，爆炸压力越高。