[发明专利]工业建筑结构与部件防爆、泄压与抑爆性能评价装置及方法

权利要求书

1.工业建筑与部件防爆、泄压与抑爆性能评价装置，其特征在于，包括实验舱（1）、数据采集控制系统（2）、压力加载系统（3）、安全防护系统（4）和点火系统（5）；

所述实验舱（1）采用立体框架式装配结构，包括工作舱（11）和安全防护装置（12），工作舱（11）由刚性耐压材料建造成预留实验测试面的空间体，预留面根据所测试建筑材料和部件的安装形式、结构进行安装；

安全保护装置（12）则是由坚固抗压材料建造成而成的防护网或墙体，以防护泄压建筑材料或部件碎片飞出，工作舱（11）的外形尺寸小于安全防护装置（12）的内部空间尺寸；

工作舱（11）置于安全保护装置（12）内；安全保护装置（12）的作用在于，防护工作舱（11）在实验中出现的防爆、泄压材料碎片以及工作舱破损的状况，由安全保护装置（12）进行二次保护；

所述数据采集系统（2）包括温度传感器（21）、压力传感器（22）、图像传感器（24）和气体浓度传感器（23）；

所述压力加载系统（3）包括动压力加载系统、静压力加载系统；

其中，动压力加载系统包括：流量计（301），电磁阀（302），管道回火防止器（303），可变配比气体混合器（304），中央回火防止器（305），出口压力表（306），减压阀（307），汇流管压力表（308），放空管（309），气阀（310），压力表（311），甲烷气瓶（312），空气气瓶（313），燃爆球（314）； 

静压力加载系统包括：高压空气压缩机（320），截止阀（321），流量计（322）； 

所述安全防护系统（4）包括排空系统（41）、声光报警系统（42）；

所述点火系统（5）包括点火电极（51）、高压脉冲装置及控制系统（52）。

2.利用工业建筑与部件防爆、泄压与抑爆性能评价装置进行评价的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a)      先根据评价要求按照实验舱预留测试面的尺寸设计、制作、安装拟开展实验评价的建筑结构模型、建筑防爆泄压墙体、屋顶、门、窗和设备构配件； 

b)      确定燃爆球体内的甲烷和空气的配比和配气量；如甲烷和空气预混气体配置当量比为1，根据测试所需动态压力，在燃爆球内充填相应初始压力的混合气体，依据甲烷/空气预混气体初始压力与爆炸动压之间的关系：

              --------------（1）

P_m，n_m，T_m为爆炸后最大压力、气体摩尔数、温度；

P₀，n_m，T₀为爆炸前初始压力、气体摩尔数、温度；

当量比为1的甲烷/空气预混气体爆炸温度为1815K，初始温度为273K，则所需初始混合气体压力 P₀=0.15P_m

 c)      分别对实验舱状态、采集系统状态、压力加载系统状态、安全防护系统状态、点火系统状态进行自检；分别对已安装到位的待测试建筑结构、部件的状态，实验舱壁面温度、压力传感器、数据采集系统的工作状态、不同压力加载情况下系统工作状态、安全防护系统状态、点火系统状态进行自检，为实验开展进行前期准备；

d)     实验舱各系统准备、测控系统启动；

e)       对实验舱燃爆球充气至额定配比和气量；开始对实验舱燃爆球充填化学当量比为1的甲烷/空气预混气体，并充至实验所需的初始压力范围；

f)      点火，对瞬态点火、爆炸过程进行观测，记录压力变化；根据实验数据和现象对防爆、泄压和抑爆效果进行性能评价；对具有抑爆功能的建筑防爆泄压部件或结构，则需结合实验舱内爆炸压力、升压速率和温度变化对其抑爆效果进行评价；主要评价指标包括：爆炸压力P、升压速率V_r、实验舱温度T、压力泄放速率V_l。