[实用新型]一种双流体惰化细水雾抑制管道瓦斯爆炸实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及火灾安全实验装置，特别是一种双流体惰化细水雾抑制管道瓦斯爆炸实验装置。

背景技术

瓦斯广泛存在于煤层气、矿井通风气及化工用气中，其在矿井巷道、输气管道及储气设备中常因泄露引发爆炸灾害，成为我国最受关注的安全问题之一。随着社会发展对抑爆技术出了更高要求，即在抑爆的同时，要求对环境友好、对工艺介质无污染，因此研究清洁、高效的抑爆技术势在必行。

惰性气体与细水雾都是常见的经济、环保的灭火控爆材料。目前，相应的惰性气体、水雾抑爆装置在液化石油、天然气储罐及管道运输保护、煤矿井下瓦斯防爆抑爆等领域都有初步应用。然而，由于惰性气体抑爆、防灭火时需要较高的浓度，例如CO₂灭火系统的设计浓度高达34％，采空区注N₂抑制瓦斯爆炸时O₂浓度指标要求小于12％，应用时往往需要大量高压气瓶组、复杂管道等。细水雾用于抑爆实践主要为单流体细水雾(纯水雾)，其雾化依靠控制水压高低与喷嘴结构来实现，对于煤矿巷道、工业气体管道等长距离受限空间，需要高压动力源，抑爆效果受到水雾粒径、浓度、水雾区长度等因素的影响，这些因素限制了惰性气体与细水雾抑爆技术的应用。

双流体惰化细水雾是指通过双流体喷嘴，将细水雾和惰性气体输送至爆炸性区域水的一种抑爆方法。前人研究表明，具有较小比表面积的细微雾滴抑爆作用越明显，而以惰性气体作为稀释气体，惰性气体良好的空间分散性会加快雾滴的分散性及弥散性，综合发挥惰性气体与细水雾抑爆优势，产生抑爆协同增效效应。而目前尚没有报道对于如何利用双流体惰化细水雾抑制管道瓦斯爆炸的实验装置及实验方法。

实用新型内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的就是提供一种双流体惰化细水雾抑制管道瓦斯爆炸实验装置，可有效解决进行双流体惰化细水雾抑制管道瓦斯爆炸仿真实验分析的问题。

本实用新型解决的技术方案是，

一种双流体惰化细水雾抑制管道瓦斯爆炸实验装置，包括透明的有机玻璃管、水箱、惰性气体瓶、空气瓶和甲烷气瓶，有机玻璃管为一端开口的中空结构，其口部上设置有用于密封的PVC薄膜，有机玻璃管上分别设置有与其内腔相连通的放气管、与其内腔相连通的进气管，感应端伸入有机玻璃管内腔的温度传感器、感应端伸入有机玻璃管内腔的压力传感器、喷射端伸入有机玻璃管内腔的双流体喷头以及点火端伸入有机玻璃管内腔的高压脉冲点火器，惰性气体瓶的出气口经电磁阀与双流体喷头的进气口相连，水箱的出水口与双流体喷头的进液口相连，空气瓶的出气口经串联的第一止逆阀和第一质量流量控制器与进气管的进气口相连，甲烷气瓶经串联的第二止逆阀和第二质量流量控制器与进气管的进气口相连，高压脉冲点火器上设置有感应端正对高压脉冲点火器的点火电极上设置有能够感应其点火状态的光电传感器，光电传感器的信号输出端与摄像机的信号输入端相连，摄像机、电磁阀、温度传感器和压力传感器的信号输出端分别与数据采集仪的信号输入端相连，数据采集仪的信号输出端与计算机相连。

一种双流体惰化细水雾抑制管道瓦斯爆炸实验方法，包括以下步骤：

一、安装试验装置，试验装置包括透明的有机玻璃管、水箱、惰性气体瓶、空气瓶和甲烷气瓶，有机玻璃管为一端开口的中空结构，其口部上设置有用于密封的PVC薄膜，有机玻璃管上分别设置有与其内腔相连通的放气管、与其内腔相连通的进气管，感应端伸入有机玻璃管内腔的温度传感器、感应端伸入有机玻璃管内腔的压力传感器、喷射端伸入有机玻璃管内腔的双流体喷头以及点火端伸入有机玻璃管内腔的高压脉冲点火器，惰性气体瓶的出气口经电磁阀与双流体喷头的进气口相连，水箱的出水口与双流体喷头的进液口相连，空气瓶的出气口经串联的第一止逆阀和第一质量流量控制器与进气管的进气口相连，甲烷气瓶经串联的第二止逆阀和第二质量流量控制器与进气管的进气口相连，高压脉冲点火器上设置有感应端正对高压脉冲点火器的点火电极上设置有能够感应其点火状态的光电传感器，光电传感器的信号输出端与摄像机的信号输入端相连，摄像机、电磁阀、温度传感器和压力传感器的信号输出端分别与数据采集仪的信号输入端相连，数据采集仪的信号输出端与计算机相连；所述的放气管上设置有排气阀；所述的电磁阀与双流体喷头之间的管道上设置有流量计；