Abstract: Z. Liang, X. Dong, Y. Cai, L. Gong, D. Wu, S. Wang (2026)

This study experimentally investigates the dynamics and characteristics of explosion overpressure in closed L-shaped pipelines with varying lengths and gasoline-air mixtures at lean (1.1%), near-stoichiometric (1.7%), and rich concentrations (2.3%). We introduce a novel recurrence method for qualitative analysis of overpressure oscillations during explosions. The oscillation characteristics are quantitatively described through four key indicators: Recurrence Rate (RR), Determination Rate (DET), Entropy (ENTR), and Average Diagonal Length (ADL). Experimental results demonstrate that explosions reach maximum intensity at near-stoichiometric concentration (1.7%). As pipeline length increases, peak explosion overpressure decreases, primarily due to enhanced heat dissipation from the wall in longer pipelines. Overpressure oscillation phenomena were observed in pipelines of all three tested lengths, with oscillations becoming more pronounced with increasing pipeline length and gasoline-air concentration. These findings indicate that comprehensive analysis of gasoline-air explosion behavior in closed L-shaped pipelines must account for both the volumetric concentration of the gasoline-air mixture and the geometric length of the pipeline, providing a valuable reference for future studies on explosion dynamics in closed pipeline systems.

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Characterization of overpressure oscillations in L-shaped pipeline oil and gas explosions based on recurrence quantitative analysis: Effect of gas concentration and tube length