许晓元，孙金华，刘晅亚

（1. 中国科学技术大学，安徽 合肥 230026；2. 应急管理部天津消防研究所，天津 300381）

含有可燃气体的连通型装置在现实中普遍存在。可燃气体通常在密封的封闭空间中，如反应器、反应釜、储罐等各类化工容器或生产装置，这些装置之间并不孤立，而是经由管道连接形成连通型装置。可燃气体在生产、储存、运输和使用过程中由于人为失误、容器和管道的缺陷、外部环境等因素，导致容器管道封闭空间内混入空气等其他助燃性气体，极易发生爆炸。经过前人研究，连通装置爆炸强度比单一容器更高，这是因为爆炸波和燃烧火焰通过管道传播，会导致气体的压缩并使得气体湍流程度更高。研究表明，当连通型装置间的管道较长时，长、径比超过40，爆燃就有可能在管道内演变为爆轰，此时爆炸传播速度可达2 000 m/s，压力达到甚至超过3 MPa。除连通型工艺装置外，实际生产活动中也存在多种形式的连通型结构。如建筑物中畅通的两个或多个房间，矿井中的空间及通道，核电保护装置与冷却循环装置等。这些连通型装置内部都有可能发生危害性极大的可燃气体爆炸事故。在实际生产装置爆炸事故中，由于管道较长、装置结构复杂，因此，发生可燃气体与主燃气体混合过程中，可燃气体混合物在装置内分布不均匀，存在体积分数梯度。另外，煤矿井下通风不畅、密闭的隧道中瓦斯也存在体积分数梯度。因此，研究具有体积分数梯度的连通装置的可燃气体爆炸特性对指导爆炸防控工作更具有实际意义。……