危险化学物质是工业生产的重要原料,在国民经济中起着重要的作用。当这些液态保存的化学品与外部常温常压环境接触时,会迅速变成气态,形成的危险致密气云会导致人体受伤甚至死亡,因此,危险化学物质泄漏释放事故一直都是化工安全事故研究的关注重点。危险化学物质泄漏事故中,气态毒物在大气环境中的扩散通常为重气扩散行为,使得横向影响范围变大,短时危害程度加剧,易造成更大的次生事故。本文分析了国内外重气研究领域相关进展,提出了大规模现场实验的研究方法,组织、设计并执行了一系列危险化学物质泄漏释放实验,并进行了分析。本文介绍了气体释放实验设备、浓度数据监测设备、环境数据监测设备以及数据传输网络等的设计组建过程,选择了无水氨与氟利昂R134a作为实验物质,进行了连续泄漏与瞬时泄漏两种典型泄漏事故的模拟实验,针对两种不同的重气烟云形成过程进行了模拟研究。在不同的气象条件下,保持相似的释放条件进行了多组实验,通过实验区域内30组传感器的数据采集,对整个危险化学物质的泄漏扩散过程进行了数学描述,同时记录了扩散过程中的环境信息,研究了整个泄漏、扩散、稀释的变化过程。针对无水氨释放实验,探究了实验场地内不同监测点氨气浓度与释放时间,扩散距离的关系:释放开始后1分钟,释放点附近处氨气浓度达到峰值,稍远距离处在3-5分钟后浓度达到峰值;在同一水平位置,2m高度检测到的氨气平均浓度是1 m高度检测到的氨气平均浓度的25.62%;发现气体释放、迁移、扩散过程也对环境温度降低产生了推动作用;在轴线方向上距离释放点的距离为36米至60米内的区域,均超过了氨气的IDLH危险浓度(500 ppm)标准。针对氟利昂R134a释放实验,研究了实验场地内不同监测点R134a浓度与释放时间,扩散距离,距地面高度的关系。根据浓度数据,分析了释放过程持续时间以及释放结束后高浓度区域维持时间;分析了浓度数据中多个峰值出现的时间与原因,探究了相同位置不同高度检测到的最大浓度以及浓度波动规律的异同之处;对多组氟利昂R134a释放实验中,释放区域内不同位置采集到的最大浓度数据进行了对比分析,分析发现了最大浓度随着距释放点距离的增加,出现先增长后降低的现象。