韋 一，潘劍鋒，GABEL Dieter

(1.江蘇大學(xué) 能源與動(dòng)力工程學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212013；2.奧托·馮·格里克馬格德堡大學(xué) 儀器與環(huán)境技術(shù)研究所，德國(guó) 馬格德堡 39106)

隨著工業(yè)水平的快速發(fā)展，可燃?xì)怏w和液體(蒸氣)被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)中.然而，由此導(dǎo)致的爆炸事故也造成了巨大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失.從爆炸理論的角度來(lái)看，爆炸特性參數(shù)是爆炸發(fā)生難易程度和爆炸危險(xiǎn)性的直接體現(xiàn)，對(duì)于了解可燃物質(zhì)爆炸特性和預(yù)防爆炸事故具有重要意義，也是國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的重點(diǎn).

目前，相關(guān)研究主要以試驗(yàn)測(cè)量可燃?xì)怏w的爆炸特性參數(shù)為主，對(duì)于可燃液體(蒸氣)的關(guān)注不足.張?jiān)隽恋萚1-2]利用20 L柱形爆炸筒對(duì)可燃?xì)怏w的爆炸極限規(guī)律進(jìn)行了研究，并對(duì)惰性氣體對(duì)于液化石油氣爆炸極限的抑制作用進(jìn)行了試驗(yàn)和理論分析.周寧等[3]改進(jìn)了20 L球形爆炸測(cè)試裝置，研究了氮?dú)夂投趸紝?duì)于液化石油氣爆炸極限的影響.CHEN C.F.等[4]利用20 L球形爆炸容器對(duì)富氧狀態(tài)下乙烯的爆炸特性進(jìn)行了研究.D.RAZUS等[5]利用直徑10 cm的不銹鋼球形容器對(duì)初始溫度和壓力對(duì)于丙烷-空氣混合物(dp/dt)max的影響進(jìn)行了研究.E.SALZANO等[6]使用體積為5 L的圓管作為反應(yīng)容器，對(duì)甲烷-氫氣-空氣混合物在不同初始?jí)毫ο碌谋ㄌ匦詤?shù)進(jìn)行了研究.A.A.PEKALSKI等[7]利用20 L球形爆炸容器，重點(diǎn)探討了點(diǎn)火延遲時(shí)間對(duì)碳?xì)浠衔?空氣混合物爆炸特性參數(shù)的影響.

在甲烷氣體爆炸特性的研究方面，主要是探究溫度、壓力等初始條件對(duì)甲烷爆炸特性參數(shù)的影響，但對(duì)于流動(dòng)狀態(tài)的影響則關(guān)注不足.高娜等[8]利用20 L球形測(cè)試系統(tǒng)，對(duì)不同初始?jí)毫统跏紲囟认录淄榈谋O限進(jìn)行了測(cè)量.CUI G.等[9]利用不銹鋼圓管爆炸特性試驗(yàn)裝置，對(duì)較低初始溫度下甲烷-空氣混合物的爆炸特性進(jìn)行了研究.目前僅有鄧軍等[10]對(duì)宏觀靜止和流動(dòng)狀態(tài)下甲烷爆炸特性參數(shù)進(jìn)行了較為深入的研究，但采用的高壓氣流壓力最大為1 MPa，對(duì)高流速下的爆炸特性參數(shù)關(guān)注不足，且未對(duì)甲烷爆炸危險(xiǎn)程度進(jìn)行定量分析.有關(guān)正庚烷液體的爆炸特性的研究則更加有限，目前有關(guān)學(xué)者僅對(duì)其高溫下的爆炸極限和最小點(diǎn)火能量等參數(shù)進(jìn)行了研究[11-12].

目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于流動(dòng)狀態(tài)下的可燃物質(zhì)，特別是正庚烷等液體的爆炸特性參數(shù)研究仍不足，此外，井下瓦斯爆炸、液體泄漏爆炸等事故，均發(fā)生在流動(dòng)狀態(tài)下.因此，對(duì)流動(dòng)狀態(tài)下可燃物的爆炸危險(xiǎn)性進(jìn)行判別具有重要意義.筆者對(duì)20 L球形爆炸容器標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試裝置進(jìn)行改進(jìn)和簡(jiǎn)化，通過(guò)2 MPa高壓氣流改變流動(dòng)環(huán)境，在室溫(25 ℃)和常壓(0.10 MPa)的初始條件，對(duì)宏觀靜止和流動(dòng)狀態(tài)下甲烷和正庚烷的爆炸特性參數(shù)(最大爆炸壓力pmax、最大爆炸壓力上升率(dp/dt)max和爆炸指數(shù)KG)進(jìn)行測(cè)量，探究宏觀靜止和流動(dòng)狀態(tài)下各參數(shù)的變化規(guī)律，并通過(guò)計(jì)算KG值對(duì)2種烷類可燃物的爆炸危險(xiǎn)性進(jìn)行判別，對(duì)其安全生產(chǎn)、儲(chǔ)存和運(yùn)輸提供建議.

1 試驗(yàn)裝置和方法

1.1 試驗(yàn)裝置

在20 L球形爆炸容器測(cè)試設(shè)備基礎(chǔ)上，增加了1組控制閥門，用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)導(dǎo)入氣體、液體、抽真空和創(chuàng)造流動(dòng)環(huán)境等的控制.整套裝置能夠?qū)Σ煌N類的可燃?xì)怏w、液體(蒸氣)的爆炸特性參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，并改變流動(dòng)環(huán)境，研究宏觀靜止與流動(dòng)狀態(tài)下的爆炸特性參數(shù)變化規(guī)律.測(cè)試系統(tǒng)簡(jiǎn)圖如圖1所示.

圖1 20 L球形爆炸容器測(cè)試系統(tǒng)簡(jiǎn)圖

該測(cè)試系統(tǒng)主要由20 L球形爆炸容器、點(diǎn)火裝置、進(jìn)氣系統(tǒng)、進(jìn)液系統(tǒng)、數(shù)據(jù)接收與處理、空氣泵裝置以及高壓氣流裝置組成.球形爆炸容器容積為20 L，內(nèi)徑為336 mm，厚度為10 mm.內(nèi)置有2個(gè)壓力傳感器，用于測(cè)量容器內(nèi)爆炸壓力隨時(shí)間變化的過(guò)程.容器內(nèi)的爆炸情況可由容器前端的窗口觀測(cè)得知.該容器的實(shí)物圖以及不同爆炸狀態(tài)下的觀測(cè)圖如圖2所示.本試驗(yàn)的點(diǎn)火裝置為一對(duì)由計(jì)算機(jī)控制的電火花塞，點(diǎn)火能量為10 J，點(diǎn)火延遲時(shí)間為60 ms，電極是2根圓形的鎢棒，相對(duì)放置，間距為6 mm.當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，該點(diǎn)火裝置可由計(jì)算機(jī)程序KSEP 320控制點(diǎn)火.

圖2 20 L球形爆炸容器及不同爆炸狀態(tài)的觀測(cè)圖

試驗(yàn)中流動(dòng)狀態(tài)由可變氣壓輸出裝置和空氣瓶配合實(shí)現(xiàn)，其中可變氣壓裝置容積為0.7 L，通過(guò)內(nèi)徑10 mm的鋼管直接與容器相連.該裝置連接空氣瓶后，可產(chǎn)生壓力為1 MPa或2 MPa的空氣氣流，并在進(jìn)氣和配氣過(guò)程結(jié)束、高壓氣流閥門打開(kāi)后進(jìn)入容器，通過(guò)壓力差在容器內(nèi)形成空氣快速流動(dòng).為了提高空氣流速，更好地促進(jìn)可燃?xì)馀c空氣混合，試驗(yàn)采用了壓力為2 MPa的高壓氣流.

1.2 試驗(yàn)方法

進(jìn)行宏觀靜止?fàn)顟B(tài)氣體試驗(yàn)時(shí)，首先利用抽氣泵將容器內(nèi)的壓力抽至接近真空，再打開(kāi)進(jìn)氣閥門，根據(jù)壓力傳感器讀數(shù)，利用分壓法將相應(yīng)體積分?jǐn)?shù)的氣體導(dǎo)入.隨后，打開(kāi)空氣閥門，利用容器內(nèi)外壓力差將甲烷氣體導(dǎo)入容器內(nèi)，待容器壓力恢復(fù)為環(huán)境壓力后，關(guān)閉閥門，靜置2 min，點(diǎn)火并記錄數(shù)據(jù).

進(jìn)行流動(dòng)狀態(tài)氣體試驗(yàn)時(shí)，為了保證高壓氣流進(jìn)入容器后，容器總壓力仍維持在環(huán)境壓力，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，計(jì)算出釋放高壓氣流前，容器內(nèi)的壓力約為0.04 MPa.因此，與上述宏觀靜止試驗(yàn)步驟稍有不同，導(dǎo)入氣體或蒸氣后，需打開(kāi)空氣閥門，待容器壓力恢復(fù)至0.04 MPa時(shí)將其關(guān)閉，同時(shí)打開(kāi)高壓氣流閥門，使高壓氣流通過(guò)與容器直接連接的管道進(jìn)入容器內(nèi)，形成流動(dòng)環(huán)境.當(dāng)容器內(nèi)壓力恢復(fù)至環(huán)境壓力后，立即點(diǎn)火并記錄數(shù)據(jù).

進(jìn)行液體試驗(yàn)時(shí)，需要提前用帶刻度的移液器量取相應(yīng)體積的液體備用.試驗(yàn)開(kāi)始后，用空氣泵將容器抽至接近真空，在這一過(guò)程即將結(jié)束時(shí)，用移液器將液體注射進(jìn)閥門進(jìn)口.待抽氣完畢后，將進(jìn)液閥門打開(kāi)，此時(shí)，液體沸點(diǎn)低于室溫從而汽化，再利用分壓法將其導(dǎo)入容器中.待容器壓力恢復(fù)為環(huán)境壓力后，關(guān)閉閥門，點(diǎn)火，并記錄數(shù)據(jù).液體試驗(yàn)主要在流動(dòng)狀態(tài)下進(jìn)行，并在最佳體積分?jǐn)?shù)處進(jìn)行宏觀靜止?fàn)顟B(tài)的對(duì)照試驗(yàn).

每次試驗(yàn)結(jié)束后，均將容器內(nèi)的高壓釋放，通入純凈空氣將容器內(nèi)可能存在的未燃混合氣排出，并將容器內(nèi)壁生成的水擦去，保證容器的干燥.

2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1 甲烷試驗(yàn)結(jié)果及分析

甲烷(CH4)在空氣中的爆炸極限范圍是體積分?jǐn)?shù)為4.6%～14.3%.因此，試驗(yàn)測(cè)定了體積分?jǐn)?shù)為7%～13%的區(qū)間，以1%為梯度遞增，共7種體積分?jǐn)?shù)下甲烷的pmax和(dp/dt)max值.為了減少試驗(yàn)誤差，每種體積分?jǐn)?shù)下進(jìn)行了10次測(cè)量，取其平均值.7種不同體積分?jǐn)?shù)甲烷在宏觀靜止和流動(dòng)狀態(tài)下pmax的測(cè)量值如圖3所示.

圖3 宏觀靜止和流動(dòng)狀態(tài)下7種體積分?jǐn)?shù)甲烷的pmax

從圖3可以看出：在宏觀靜止和流動(dòng)狀態(tài)下，甲烷的pmax均隨著體積分?jǐn)?shù)的升高，呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，且2種流動(dòng)狀態(tài)下的甲烷均在體積分?jǐn)?shù)為11%處達(dá)到峰值，其中宏觀靜止?fàn)顟B(tài)下峰值為

0.69 MPa，流動(dòng)狀態(tài)下峰值為0.75 MPa.pmax峰值對(duì)應(yīng)的體積分?jǐn)?shù)又稱為最佳爆炸體積分?jǐn)?shù)，因此本試驗(yàn)測(cè)得的甲烷在空氣中的最佳爆炸體積分?jǐn)?shù)為11%.甲烷在空氣中燃燒的化學(xué)方程式為

CH4+2O2+2×3.773N2→CO2+2H2O+2×3.773N2.

(1)

由式(1)計(jì)算出的甲烷化學(xué)計(jì)量體積分?jǐn)?shù)約為9.5%，根據(jù)有關(guān)氣體爆炸理論的研究[13]，對(duì)于多數(shù)氣體燃料和空氣的混合物來(lái)說(shuō)，由于化學(xué)反應(yīng)的不完全性和燃燒產(chǎn)物的解離及二次反應(yīng)等原因，氣體的最佳爆炸體積分?jǐn)?shù)一般大于化學(xué)計(jì)量體積分?jǐn)?shù)，且為化學(xué)計(jì)量體積分?jǐn)?shù)的1.1～1.5倍.經(jīng)計(jì)算，筆者的試驗(yàn)結(jié)果與理論結(jié)果相吻合.此外，這一結(jié)果還證明了氣體流動(dòng)狀態(tài)幾乎不會(huì)改變甲烷氣體的最佳爆炸體積分?jǐn)?shù)，即在宏觀靜止和流動(dòng)狀態(tài)下的甲烷氣體最佳爆炸體積分?jǐn)?shù)具有一致性.

從圖3還可以看出：在甲烷體積分?jǐn)?shù)為7%～11%區(qū)間內(nèi)，兩者變化規(guī)律相近，在低體積分?jǐn)?shù)區(qū)間(7%～9%)，隨著體積分?jǐn)?shù)升高，pmax上升較快；在中間體積分?jǐn)?shù)到最佳爆炸體積分?jǐn)?shù)區(qū)間(9%～11%)，隨著甲烷體積分?jǐn)?shù)升高，pmax上升較慢.而在11%～13%體積分?jǐn)?shù)區(qū)間內(nèi)兩者則有很大不同，隨著體積分?jǐn)?shù)增大，在宏觀靜止?fàn)顟B(tài)下的甲烷pmax下降較快，而流動(dòng)狀態(tài)下的pmax則略有下降.從流動(dòng)狀態(tài)對(duì)不同體積分?jǐn)?shù)甲烷pmax的提升結(jié)果來(lái)看，在最佳爆炸體積分?jǐn)?shù)之前的體積分?jǐn)?shù)區(qū)間(7%～11%)，所有體積分?jǐn)?shù)下pmax的增幅基本一致，其中10%體積分?jǐn)?shù)下的增幅和其他幾種體積分?jǐn)?shù)相比略小，7%體積分?jǐn)?shù)下的增幅則略大.在最佳爆炸體積分?jǐn)?shù)之后的體積分?jǐn)?shù)區(qū)間(11%～13%)，隨著體積分?jǐn)?shù)的增加，其對(duì)應(yīng)的pmax的增幅逐漸升高.

基于以上試驗(yàn)結(jié)果與分析可以得出結(jié)論，通過(guò)高壓氣流形成的流動(dòng)作用可以提高不同體積分?jǐn)?shù)甲烷氣體的pmax.造成這一現(xiàn)象的主要原因如下：高壓氣流作用下，空氣的流速加快，更好地促進(jìn)了甲烷氣體與空氣的混合，從而促進(jìn)了爆炸反應(yīng)過(guò)程中的傳熱傳質(zhì)，使爆炸過(guò)程釋放更多能量，而pmax則是爆炸釋放能量的直接反映，因此對(duì)不同體積分?jǐn)?shù)的甲烷氣體，其pmax均得到不同程度的提升.此外，高壓氣流作用對(duì)于體積分?jǐn)?shù)小于最佳爆炸體積分?jǐn)?shù)的甲烷氣體pmax僅有小幅提升，而對(duì)大于其最佳爆炸體積分?jǐn)?shù)的甲烷氣體的pmax則提升幅度較大.從化學(xué)反應(yīng)學(xué)的角度來(lái)看，主要是因?yàn)楫?dāng)體積分?jǐn)?shù)高于最佳爆炸體積分?jǐn)?shù)后，甲烷完全燃燒所需氧氣量不足，再加上宏觀靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)混合氣混合度不佳，由這2方面的原因造成反應(yīng)不充分，釋放能量降低，從而使pmax迅速降低，而流動(dòng)狀態(tài)可以有效提高混合氣的混合度，因此，同樣情況下的下降速率較為緩慢.

7種不同體積分?jǐn)?shù)甲烷在宏觀靜止和流動(dòng)狀態(tài)下的(dp/dt)max如圖4所示，每種體積分?jǐn)?shù)下進(jìn)行了10次測(cè)量，取其平均值，并利用Origin軟件對(duì)其結(jié)果進(jìn)行了擬合.

圖4 宏觀靜止和流動(dòng)狀態(tài)下7種體積分?jǐn)?shù)甲烷的(dp/dt)max

從圖4可以看出：與甲烷的pmax提升結(jié)果相比，流動(dòng)狀態(tài)對(duì)不同體積分?jǐn)?shù)下甲烷氣體的(dp/dt)max提升效果更顯著；宏觀靜止?fàn)顟B(tài)下測(cè)得的(dp/dt)max峰值為最佳爆炸體積分?jǐn)?shù)11%處對(duì)應(yīng)的20.78 MPa·s-1，在流動(dòng)狀態(tài)下，這一數(shù)值陡增至113.44 MPa·s-1；甲烷氣體pmax和(dp/dt)max的峰值均出現(xiàn)在同一體積分?jǐn)?shù)處，呈現(xiàn)唯一對(duì)應(yīng)關(guān)系.從圖4中2曲線對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的差值來(lái)看，越接近最佳爆炸體積分?jǐn)?shù)，(dp/dt)max的增加越明顯，而越遠(yuǎn)離最佳爆炸體積分?jǐn)?shù)，增加值則越小.分別從2條曲線的變化規(guī)律來(lái)看，流動(dòng)狀態(tài)下隨著體積分?jǐn)?shù)增加，甲烷的(dp/dt)max的變化速率明顯增大，而宏觀靜止?fàn)顟B(tài)下相應(yīng)值的變化速率則較小，曲線也較為平緩，這也進(jìn)一步說(shuō)明了提高空氣流速對(duì)于(dp/dt)max的提升顯著.

結(jié)合有關(guān)資料[14]分析可以得出，流動(dòng)狀態(tài)下甲烷(dp/dt)max大幅提高的主要原因如下：① 混合氣體分子不規(guī)則脈動(dòng)，使得燃燒火焰面扭曲，增大了反應(yīng)面積，還可使火焰前鋒分裂成許多燃燒中心，導(dǎo)致湍流火焰燃燒速率大大增加；② 燃燒反應(yīng)的熱量和活性物質(zhì)輸運(yùn)速率得到提高，從而增大了垂直于火焰面的燃燒速度；③ 已燃?xì)馀c未燃新鮮可燃?xì)饪焖倩旌?，使火焰本質(zhì)上成為均質(zhì)混合反應(yīng)物，從而縮短混合時(shí)間，提高燃燒速度.

爆炸指數(shù)為

(2)

由式(2)計(jì)算出甲烷氣體在宏觀靜止?fàn)顟B(tài)下的KG為5.64 MPa·m·s-1，在流動(dòng)狀態(tài)下KG為30.79 MPa·m·s-1.從結(jié)果中可以發(fā)現(xiàn)，在流動(dòng)狀態(tài)下，甲烷氣體的KG值擴(kuò)大到近5.5倍，因此，甲烷氣體爆炸的危險(xiǎn)性也大大提高.

為了更好地將上述試驗(yàn)結(jié)果與其他學(xué)者的研究結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，給出了與其他文獻(xiàn)資料的對(duì)比情況如表1所示.

表1 甲烷試驗(yàn)結(jié)果與文獻(xiàn)資料對(duì)比情況

從表1可以看出：由于容器尺寸、點(diǎn)火方式、能量以及氣體流動(dòng)狀態(tài)等試驗(yàn)因素的影響，測(cè)得的宏觀靜止?fàn)顟B(tài)下甲烷的pmax峰值略小于其他學(xué)者的試驗(yàn)結(jié)果，流動(dòng)狀態(tài)下的試驗(yàn)結(jié)果則介于文獻(xiàn)[11]和[16]的結(jié)果之間.通過(guò)分析不同結(jié)果，進(jìn)一步驗(yàn)證了流動(dòng)狀態(tài)對(duì)于甲烷pmax的提升幅度有限，而對(duì)(dp/dt)max和KG的提升較為明顯.

綜合上述試驗(yàn)結(jié)果與分析，在實(shí)際生產(chǎn)和運(yùn)輸過(guò)程中，需要嚴(yán)格監(jiān)測(cè)甲烷氣體的體積分?jǐn)?shù)，特別是處于爆炸極限范圍內(nèi)和處于體積分?jǐn)?shù)為11%附近的甲烷，需遠(yuǎn)離火源，并避免其處于通風(fēng)口等流動(dòng)環(huán)境中.

2.2 正庚烷試驗(yàn)結(jié)果及分析

正庚烷(C7H16)蒸氣的爆炸極限范圍為1.2%～6.7%.液體試驗(yàn)主要選擇在流動(dòng)狀態(tài)下進(jìn)行，并對(duì)最佳爆炸體積分?jǐn)?shù)處的正庚烷在宏觀靜止條件下的爆炸特性參數(shù)進(jìn)行了對(duì)比測(cè)量.試驗(yàn)選取體積分?jǐn)?shù)為1.5%～5.0%，以0.5%為梯度遞增，對(duì)共8種體積分?jǐn)?shù)的正庚烷在流動(dòng)狀態(tài)下測(cè)量其pmax和(dp/dt)max.每種體積分?jǐn)?shù)下所需氣體、液體體積計(jì)算結(jié)果如表2所示.

表2 8種體積分?jǐn)?shù)正庚烷所需氣體、液體體積計(jì)算結(jié)果

為了減少試驗(yàn)誤差，每種體積分?jǐn)?shù)下進(jìn)行10次試驗(yàn)，取其平均值，利用Origin軟件對(duì)其擬合，結(jié)果如圖5、6所示.在流動(dòng)狀態(tài)下，正庚烷的pmax和(dp/dt)max均在體積分?jǐn)?shù)為4%處取得峰值，分別為0.88 MPa和196.52 MPa·s-1.即體積分?jǐn)?shù)為4%最接近其最佳爆炸體積分?jǐn)?shù).此外，其參數(shù)變化規(guī)律也與甲烷試驗(yàn)結(jié)果相一致，即在爆炸極限內(nèi)，隨著體積分?jǐn)?shù)的增加，正庚烷的pmax和(dp/dt)max均呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，且在最佳爆炸體積分?jǐn)?shù)前，pmax和(dp/dt)max變化較快，在最佳爆炸體積分?jǐn)?shù)后的變化趨勢(shì)較為平緩.

圖5 流動(dòng)狀態(tài)下8種不同體積分?jǐn)?shù)正庚烷的pmax

圖6 流動(dòng)狀態(tài)下8種不同體積分?jǐn)?shù)正庚烷的(dp/dt)max

在正庚烷最佳爆炸體積分?jǐn)?shù)(4%)處進(jìn)行了宏觀靜止與流動(dòng)狀態(tài)對(duì)照試驗(yàn)，每種狀態(tài)下的試驗(yàn)重復(fù)10次，結(jié)果如圖7、8所示,與甲烷試驗(yàn)結(jié)果相似，與宏觀靜止?fàn)顟B(tài)的結(jié)果相比，流動(dòng)狀態(tài)提高了正庚烷的pmax和(dp/dt)max峰值，其中pmax峰值從0.81 MPa增大至0.88 MPa，增幅約8.6%；(dp/dt)max峰值從56.60 MPa·s-1增大至196.52 MPa·s-1，提升到約3.5倍，2種參數(shù)增大的原因也與甲烷試驗(yàn)中所提及的相一致.

圖7 宏觀靜止和流動(dòng)狀態(tài)下體積分?jǐn)?shù)為4%的正庚烷pmax分布

圖8 宏觀靜止和流動(dòng)狀態(tài)下體積分?jǐn)?shù)為4%的正庚烷(dp/dt)max分布

同樣地，利用式(2)進(jìn)行計(jì)算，在宏觀靜止?fàn)顟B(tài)下，計(jì)算得出的正庚烷(蒸氣)的KG為15.36 MPa·m·s-1，而在流動(dòng)狀態(tài)下的KG為53.34 MPa·m·s-1，證實(shí)了在流動(dòng)狀態(tài)下，正庚烷(蒸氣)的爆炸指數(shù)擴(kuò)大到約3.5倍，提高了爆炸的危險(xiǎn)程度.因此，在運(yùn)輸、生產(chǎn)和儲(chǔ)存該液體時(shí)，需嚴(yán)格控制其體積分?jǐn)?shù)，并防止其汽化或處于流動(dòng)環(huán)境下.

結(jié)合之前甲烷的試驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，2種烷類具有類似的規(guī)律，即流動(dòng)狀態(tài)均可以小幅提高2種烷類的pmax峰值，并大幅提高其(dp/dt)max峰值，由此也提高了其KG值，從危險(xiǎn)程度上來(lái)說(shuō)，正庚烷在宏觀靜止和流動(dòng)狀態(tài)下pmax和(dp/dt)max峰值均大于甲烷，且KG值也約為甲烷的2倍，因此，正庚烷的爆炸劇烈程度和危險(xiǎn)程度要大于甲烷.

3 結(jié) 論

1) 在宏觀靜止和流動(dòng)狀態(tài)下，不同體積分?jǐn)?shù)甲烷的pmax、(dp/dt)max隨著體積分?jǐn)?shù)的增加，均呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，且均在體積分?jǐn)?shù)為11%處達(dá)到峰值，即本試驗(yàn)測(cè)得的甲烷在空氣中的最佳爆炸體積分?jǐn)?shù)為11%.基于此，在流動(dòng)狀態(tài)下，對(duì)不同體積分?jǐn)?shù)正庚烷液體(蒸氣)的pmax、(dp/dt)max進(jìn)行測(cè)量.體積分?jǐn)?shù)為4%是正庚烷液體(蒸氣)的最佳爆炸體積分?jǐn)?shù).

2) 流動(dòng)狀態(tài)下，2種烷類pmax和(dp/dt)max峰值均增加，綜合來(lái)看，pmax小幅增加為5%～10%，而(dp/dt)max的提升則十分明顯，為宏觀靜止?fàn)顟B(tài)對(duì)應(yīng)值的4～5倍，同樣地，其KG值也提高到4～5倍，顯著提高了爆炸的破壞性和危險(xiǎn)性.

3) 試驗(yàn)測(cè)得正庚烷在宏觀靜止和流動(dòng)狀態(tài)下的pmax、(dp/dt)max峰值和KG值均大于甲烷，即正庚烷具有更高的爆炸危險(xiǎn)性.