Page 198 - 《爆炸与冲击》2026年第9期

第 46 卷 王振刚，等： 初始温度、压力对丙烯-空气混合物爆炸极限的耦合影响 第 9 期

定丙烯在 20～180 ℃、0.1～0.9 MPa 条件下的爆炸极限，旨在为涉及丙烯生产与使用的工业安全设计提
供精准的基础数据。

1 实 验

1.1 实验装置
实验仪器主要由 12 L 球测试腔、恒温油浴、抽真空系统、动态压力采集系统及电脑控制软件组
成。其主要技术参数为：温度范围为室温至 200 ℃（控温精度为±2 ℃）；压力范围为常压至 1 MPa。压力
测 量 系 统 配 置 两 种 传 感 器 ： 静 态 压 力 传 感 器 （ 量 程 为 0～ 1 MPa， 精 度 为 满 量 程 的 0.05%， 分 辨 率 为
0.01 kPa）和动态压力传感器（采样频率为 20 kHz）。点火参数：放电电压 15 kV，放电电流 30 mA，放电持
续时间 400 ms。针对传统爆炸极限测试存在的精度限制问题（常规配气体积分数的步长为 0.1%），本文
采用高精度压力传感器，将丙烯爆炸下限测试步长优化至 0.02%，爆炸上限测试步长保持 0.1%，显著提
升了测试结果的分辨率。仪器装置示意图如图 1 所示。
Liquid injection port

Temperature control Pressure sensor Oil bath jacket

12 L bomb

Vacuum pump
Ignition Ignition
electrode A electrode B
Air
C 3 H 6
Stirrer

Controller Computer
Ignition energy
generator

图 1 12 L 爆炸球示意图
Fig. 1 Schematic diagram of 12 L bomb
1.2 实验步骤
(1) 设置 12 L 爆炸球油浴至目标温度；
(2) 待爆炸球内温度稳定至设定值±2 ℃ 后，对球体和管路抽真空；
(3) 装置抽真空至绝对压力 400 Pa，装置漏气速率小于 60 Pa/min 时判定合格；
(4) 按照分压配气法将丙烯、空气依次充入爆炸球；
(5) 充气完成后，开启搅拌 5 min，搅拌结束后等待 3 min，然后进行点火，并记录爆炸压力；
(6) 排出废气，空气吹扫 3 次以上，多次实验或爆炸上限测试后开盖清理积碳，重新抽真空准备下次
实验。
依据 GB/T 42368—2023 标准，以压力升高达到初始压力的 5% 作为爆炸判定依据，重复测试未爆
炸的边界浓度 3 次，3 次均未爆炸则认为该浓度不爆炸，取爆炸与非爆炸浓度的平均值为爆炸极限。

2 温度、压力单因素对爆炸极限的影响

图 2 为丙烯-空气混合在不同初始温度和初始压力下的爆炸极限。可以看出，在常压或常温条件下，

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