氢气(H2)是世界上目前已经知道的密度最小的气体,也是相对分子质量最小的物质,氢气的质量只有空气的1/14。在常温常压条件下,氢气是一种非常容易燃烧、爆炸的气体,并且无臭无味、无色透明。氢气燃烧后生成水,所以氢气作为燃料具有清洁环保、对环境无任何污染的优点,而且其反应后的转换利用效率很高,生成的水还可以用来作为制备氢气的原料,在未来很有可能成为与电能同样重要的人类不可或缺的二次能源。在常温下,氢气的化学性质非常稳定,很难与其它物质发生化学反应。但是在外界条件发生改变时(如加热、点燃、使用催化剂等),情况就不同了。氢气是爆炸极限范围相当宽的一种气体,当空气中氢气气体的体积分数在4%-75%范围内时,遇到火源,即可立刻引起燃烧或爆炸。因此,在日常生活中,一旦对氢气使用或者储存不当,极易导致火灾和爆炸事故的发生,而一旦发生事故,其后果不堪设想。所以研究氢气的泄爆特性及规律对氢气的安全储存和运输意义重大。本实验使用单泄爆口泄爆容器作为泄爆容器,利用高速相机、纹影系统、压力传感器对氢气-空气预混气体的单口泄爆进行研究,分析了氢气-空气当量比的不同对泄爆过程泄爆容器内部压力、泄爆口处压力变化规律、破膜时间及破膜后外部火焰进行了研究,得到如下结论：(1)氢气-空气预混气体在各个当量比下,当量比对泄爆容器的内部压力及其峰值的变化具有很大程度的影响,且存在一个临界当量比1.6。在临界当量比下,泄爆容器内部压力峰值达到最大值。当量比小于1.6时,随当量比的增大,内部峰值压力逐渐增大,到当量比为1.6时达到最大值；当量比大于1.6时,随当量比的进一步增大,峰值压力开始变小。(2)当量比对破膜时间也有很大影响。同样存在一个临界当量比1.6,在此当量比下,破膜时间最短Tmin=.7.4ms。当量比小于1.6时,随当量比变大,破膜时间逐渐缩短；当量比大于1.6时,破膜时间逐渐变长。(3)当量比对氢气-空气预混气体泄爆口处的压力变化有显著的影响,在当量比为1.6时泄爆口处的压力上升速率最快,处于1.6两边的当量比下速率都有所减小。(4)当量比对泄爆口破膜后外部火焰的发展会产生很大的影响。随当量比增大,外部火焰最大长度逐渐变长,直至当量比增大到4.0时,外部火焰最大长度达到最大值为dmin=1.64m,随当量比的进一步增加,最大火焰长度逐渐缩短。