[发明专利]蓄水条件下约束空间可燃气体爆炸流场测试装置及方法

权利要求书

1.一种蓄水条件下约束空间可燃气体爆炸流场测试装置，其特征在于，包括管道系统、供水系统、配气系统、点火控制系统、数据采集系统五部分；

所述管道系统由第一段管道(1)、第二段管道(2)、第三段管道(3)、第四段管道(4)、第五段管道(5)依次连接形成一个密闭约束空间，在每段管道顶部中心位置分别安装一对压力传感器和温度传感器(6)，所述第一段管道(1)、第二段管道(2)、第四段管道(4)和第五段管道(5)为钢质材料，并在每段管道正前方中心位置安装圆形透明视窗(7)，所述第三段管道(3)为透明防爆玻璃(9)，对应所述圆形透明视窗(7)和透明防爆玻璃(9)的位置设有高速摄像机(8)。

2.根据权利要求1所述的蓄水条件下约束空间可燃气体爆炸流场测试装置，其特征在于，所述供水系统包括水箱(18)，所述水箱(18)通过阀门(17)与设在所述管道系统上的注水口/放水口(12)连接。

3.根据权利要求2所述的蓄水条件下约束空间可燃气体爆炸流场测试装置，其特征在于，所述配气系统包括压力表(11)、真空泵(14)、可燃气体气瓶(16)，所述真空泵(14)和可燃气体气瓶(16)分别通过阀门与所述第五段管道(5)连接，所述压力表(11)设于所述第一段管道(1)上。

4.根据权利要求3所述的蓄水条件下约束空间可燃气体爆炸流场测试装置，其特征在于，所述点火控制系统包括计算机(19)、点火系统(20)和点火杆(10)，所述点火杆(10)装于所述第一段管道(1)上，并通过所述点火系统(20)与所述计算机(19)连接。

5.根据权利要求4所述的蓄水条件下约束空间可燃气体爆炸流场测试装置，其特征在于，所述数据采集系统包括压力温度采集系统(21)和火焰采集系统(22)，所述高速摄像机(8)通过所述火焰采集系统(22)与所述计算机(19)连接，所述压力传感器和温度传感器(6)通过所述压力温度采集系统(21)与所述计算机(19)连接。

6.根据权利要求5所述的蓄水条件下约束空间可燃气体爆炸流场测试装置，其特征在于，所述管道系统承压不低于2MPa，每段管道长0.8m，管道截面为方形，其边长为0.1m，所述圆形透明视窗(7)直径为3cm。

7.一种权利要求1至6任一项所述的蓄水条件下约束空间可燃气体爆炸流场测试装置进行测试的方法，其特征在于，包括步骤：

A、测试装置安装与调试：安装并连接管道系统、供水系统、配气系统、点火控制系统、数据采集系统，对各部分进行调试，确保管道密封良好并保证各系统能够正常运行；

B、管道内注水：开启阀门(17)，将水箱(18)内的水通过注水口/放水口(12)注入到管道内，通过观察透明防爆玻璃(9)确定注水量，当达到预定注水量时关闭阀门(17)停止注水；

C、管道内抽真空：开启阀门(13)，启动真空泵(14)，对管道系统进行抽真空，通过压力表(11)观察管道内压力变化，当达到设定压力时停止真空泵(14)并关闭阀门(13)，抽真空结束；

D、管道内配气：开启阀门(15)，基于分压法将可燃气体气瓶(16)内的气体充入管道内，通过压力表(11)观察管道内压力变化，当达到预定压力时关闭阀门(15)，将管道静置一段时间，保证可燃气体与管道内空气充分混合，并均匀分布在管道内；

E、点火：通过计算机(19)控制点火系统(20)，设置一定的点火能量、点火延迟时间，使点火杆(10)高压放电产生电火花，点燃管道内的可燃气体；

F、数据采集：点火后，通过计算机(19)、压力温度采集系统(21)、压力传感器和温度传感器(6)采集各段管道的爆炸压力和温度数据，通过计算机(19)、火焰采集系统(22)、高速摄像机(8)采集爆炸火焰传播到圆形透明视窗(7)、透明防爆玻璃(9)时的数据，并将采集的数据保存到计算机(19)；

G、关闭电源和测试系统；

H、管道放水：开启阀门(17)，将爆炸后管道内残留蓄水排空；

I、数据分析：对计算机(19)记录的爆炸压力、温度、火焰数据进行整理和分析。