在现代工业生产和民用领域中，可燃气体的应用范围持续扩大，其生产、储运及使用环节有发生爆炸事故的风险。燃气系统通常采取主动泄压防护设计，加之储运装置或涉气建筑物的结构薄弱部位易发生被动破坏，燃气爆炸事故多为有泄放爆炸。燃气泄爆可能造成设备、建筑的破坏和周围人群的伤亡，给工业与公共安全带来潜在风险，因此研究其超压荷载特征对保障工业与公共安全十分必要。
为研究方形容器内甲烷-空气泄爆超压荷载特征，利用3m×0.8m×0.8m的方形容器，构建了燃气泄爆试验系统，考虑不同泄爆片（浮法玻璃4mm~10mm，钢化玻璃8mm），气体浓度（6.5%~12.5%）和点火位置（端面，中心和1/4处）变化，开展了系统的试验研究，采集了容器内超压荷载时程与泄爆口外火焰发展过程，分析了泄爆压力、燃气浓度和点火位置对泄爆过程中超压荷载的影响。
试验观察到管内压力时程曲线上先后出现到三个瞬态超压，按以往命名惯例，定义为ΔP1、ΔP2和ΔP3，分析认为ΔP1主要由泄爆片失效泄压引起，ΔP2主要由管内燃烧升压和泄爆口泄压耦合作用导致，ΔP3主要受气体燃烧不稳定和管体声学振动耦合影响产生。其中ΔP1和ΔP3峰值较大，具有较强的破坏能力。ΔP1的峰值随泄爆压力增大而增大，在4mm厚浮法玻璃作为泄爆片时最小（28.4kPa），在8mm厚钢化玻璃作为泄爆片时最大（194.2kPa）；在浮法玻璃作为泄爆片时ΔP1的升压速度在达到峰值前单调增大，其最大升压速度随泄爆压力的增大而增大，在钢化玻璃作为泄爆片时ΔP1的升压速度在达到峰值前先增大后减小；ΔP1的平均升压速度随燃气体积浓度增大而先增大后减小，在燃气体积浓度为9.5%时达到最大；受壁面约束，端面点火时ΔP1的升压速度明显小于中心点火和1/4处点火时ΔP1的升压速度。
ΔP3伴随约200Hz的高频振荡，其最大峰值在8mm钢化玻璃作为泄爆片且中心点火时达到最大（514.1kPa）；中心点火和1/4处点火时ΔP3的最大峰值比相同条件下ΔP1的峰值大，端面点火时ΔP3的最大峰值比相同条件下ΔP1的峰值小；试验数据表明ΔP3的最大峰值对泄爆压力和燃气浓度均不敏感。
 

瞬态超压；泄爆压力；燃气体积浓度；点火位置