在我国城镇化发展过程中,出现了诸多关于油气运输管道与城市管道网络和居民区规划布局的问题,如油气运输管道与暗渠以及市政管网布置距离较近且出现交叉的现象,甚至有油气运输管道在排水涵道内悬空架设,一旦这些油气管道发生泄漏,将会直接流入排水涵道,严重威胁了人们的生命和财产安全。本文是国家自然科学基金项目《城市排水涵道内油气混合气体爆炸机理与防治》(51474151)的子课题,主要研究阻隔防爆材料对混合气体爆炸的阻隔作用。利用实验方法对油气混合气体的爆炸传播特性,以及阻隔防爆材料对油气及混合气体爆炸特性的影响进行了实验研究。主要结论如下:(1)测定了甲烷和汽油的爆炸极限,其中甲烷的爆炸极限为5%-14%,与理论值基本吻合;汽油的爆炸极限为3%-12%,与理论值存在一定的差异,分析可能与实验设备自身的原因有关。(2)通过实验得到甲烷、汽油爆炸强度最大的浓度,其中甲烷浓度为9%时爆炸强度最大,爆炸压力最大值为1.51MPa,火焰速度最大值为19.65m/s;汽油的浓度为4.2%时爆炸强度最大,爆炸压力最大值为1.46MPa,火焰速度最大值为32.54m/s。(3)通过油气混合气体在实验管道中爆炸实验研究,得出混合气体在管道中爆炸的规律,火焰传播速度沿管道先升高后下降,并且在距点火端0.6m处的速度达到最大值;爆炸压力则在管道中产生两个峰值,第一个峰值与火焰速度峰值重合,第二个峰值靠近管道末端。(4)选取不同油气混合(汽油+甲烷)气体的浓度进行实验,当选取甲烷浓度低于9%时,随着汽油浓度的增加,爆炸强度先增加后减小;当甲烷浓度大于或等于9%时,随着汽油浓度的增加,爆炸强度逐渐减小;若汽油浓度不变,增加甲烷浓度规律与之相似。在研究阻隔防爆材料抑爆的实验中,选取爆炸强度相对较大的油气混合浓度进行实验,其中且一组中甲烷浓度所占比例较大,9%甲烷与0.6%汽油混合;另一组汽油浓度所占比例较大,2%甲烷与4.2%汽油混合。(5)在实验管道中填充阻隔防爆材料进行实验,阻隔防爆材料对管道内可燃气体爆炸压力、火焰速度衰减作用明显,具有明显的抑爆效果。控制材料的密度不变,材料占管道比例越大,抑爆效果越明显;控制材料占管道比不变,材料的密度越大,抑爆效果越明显;控制材料的质量不变,改变材料占管道的比例或密度,产生的抑爆效果相差不大。