（2）爆炸压力上升速率。实验测得宏观静止状态甲烷平均最大爆炸压力上升速率(dp/dt)max 为32.471MPa/s，湍流状态(dp/dt)max 为85.938MPa/s。两种状态下烷-空混合气体的爆炸压力上升速率(dp/dt)m 随甲烷浓度C 的变化情况见图4。由图可见，湍流状态各浓度甲烷混合气体的爆炸压力上升速率(dp/dt)m 较宏观静止状态明显增大，且甲烷浓度越接近其爆炸最佳浓度，爆炸压力上升速率受湍流的影响程度越大。同图3 对比可见，湍流对甲烷爆炸压力上升速率的影响较为显著。

　　爆炸压力上升速率(dp/dt)m 属于爆炸瞬时压力升速，爆炸压力峰值时间对应爆炸平均压力升速。湍流气体爆炸属于极为不稳定的激烈化学反应，考察整个过程的平均参数对其特性研究很有价值。图5 显示了宏观静止和湍流状态下烷-空混合气体的爆炸压力峰值时间随甲烷浓度变化的情况。由图可见，湍流状态各浓度甲烷混合气体的爆炸压力峰值时间tm 较宏观静止状态明显缩短，甲烷浓度越接近其爆炸最佳浓度缩短幅度越小。

　　基于以上分析，说明湍流可提高瓦斯爆炸压力上升速率，增强其爆炸激烈程度。主要原因是由于湍流状态混合气体分子不规则脉动，燃烧火焰面扭曲，已燃区和未燃区的接触面增加，加大了反应游离基和热量的运输，使反应物的质量消耗速率大大增加。

　　（3）湍流强度变化对爆炸的影响。由图3 可知较高浓度甲烷的爆炸压力受湍流的影响程度较大。为了清晰体现湍流强度变化对爆炸的影响规律，取甲烷浓度为16%，在高压空气储气罐压力Pair 为0.3、0.6 和1 MPa 产生的湍流状态下，对烷-空混合气体进行爆炸压力测试，见图6。由图可见，随着湍流强度不断增大，爆炸超压峰值升高，压力上升速率增大，到达压力

　　峰值时间缩短。所以，在同一瓦斯浓度下，混合气体湍流强度越大，瓦斯爆炸越猛烈，造成的事故后果也必然越严重。

　　3 结论

　　（1）甲烷的爆炸极限基本不受气体流动状态的影响。湍流状态烷-空混合气体爆炸压力和爆炸压力上升速率较宏观静止态明显增大，爆炸压力峰值时间明显缩短，其中爆炸压力上升速率受湍流影响较为显著。

　　（2）在甲烷爆炸极限范围内，浓度越高，爆炸压力受湍流的影响程度越大；越靠近甲烷爆炸最佳浓度，爆炸压力上升速率受湍流

　　的影响程度越大，爆炸压力峰值时间也明显缩短。

　　（3）同一浓度的烷-空混合气体，爆炸压力和爆炸压力上升速率随着湍流的加强而增大；爆炸压力峰值时间则缩短。

　　（4）煤矿井下气体的湍流程度越高，瓦斯爆炸强度越大。避免和减少井下气体湍流对降低矿井瓦斯爆炸强度具有积极意义。