[发明专利]基于产物分析的气体爆炸实验装置和方法

权利要求书

1.一种基于产物分析的气体爆炸实验装置，其特征在于，包括预混可燃气体爆炸管道、瞬态压力采集系统和点火系统；

所述点火系统与设于所述预混可燃气体爆炸管道一端的点火电极连接；

所述瞬态压力采集系统与电脑和设于所述预混可燃气体爆炸管道壁上的瞬态压力传感器连接；

所述预混可燃气体爆炸管道为密闭方形或圆形管道；

所述预混可燃气体爆炸管道内装有阻隔防爆材料，或不填充材料；

所述预混可燃气体爆炸管道连接有循环泵、可燃气体钢瓶和尾气收集装置。

2.根据权利要求1所述的基于产物分析的气体爆炸实验装置，其特征在于，所述点火电极包括高能点火仪和点火头，点火能量1-1000mJ之间，点火能可控。

3.根据权利要求1所述的基于产物分析的气体爆炸实验装置，其特征在于，所述压力传感器包括瞬态压力传感器，采集频率为200-40次/ms，测压范围为0～5MPa。

4.根据权利要求1所述的基于产物分析的气体爆炸实验装置，其特征在于，所述预混可燃气体爆炸管道的尺寸为：长度为500mm，径宽60mm，壁厚为6mm，设计最大承压为10MPa。

5.根据权利要求1所述的基于产物分析的气体爆炸实验装置，其特征在于，所述阻隔防爆材料是铝合金阻隔防爆材料或非金属阻隔防爆材料。

6.根据权利要求1所述的基于产物分析的气体爆炸实验装置，其特征在于，所述预混可燃气体为甲烷-空气预混气体浓度为5-15％V/V和丙烷-空气预混气体浓度为2.1-9.5％V/V。

7.一种权利要求1至6任一项所述的基于产物分析的气体爆炸实验装置进行气体爆炸实验的方法，其特征在于，包括步骤：

A、将铝合金阻隔防爆材料卷成柱状，用超声波清洗十分钟，干燥后装填入爆炸管道内，管道点火头端留空5％，以便有效点火，实验管道的其余空间均匀填装阻隔防爆材料，回装好密封盖；

B、关闭进气阀、阀门二，打开出气阀和阀门一，开启循环泵，抽出管道内空气，利用压力表对装置进行测试，确保管道0.1MPa负压下具有良好的气密性；

C、利用循环泵抽出管道内部分空气，使管道内形成0.07MPa的负压，关闭出气阀，阀门二，打开阀门三和进气阀，向管道内准确注入计算量体积的可燃气体，并向管道内补入空气使之形成常压；

D、关闭阀门一和阀门三，打开阀门二、进气阀和出气阀，开启循环泵，循环管道内气体五分钟，静置五分钟；

E、点火并采集爆炸压力数据：设置点火能为500mJ，开启压力传感器系统，放电点火，采集压力数据；

F、爆炸结束后，打开出气阀和阀门一，关闭阀门二和进气阀，在阀门二处接口连接产物收集装置，收集爆炸后的尾气，利用气相色谱分析仪、质谱仪进行产物成分的检测与分析。

8.根据权利要求7所述的基于产物分析的气体爆炸实验方法，其特征在于，进行以下任一种实验，及其数据与分析：5-15％V/V甲烷-空气预混气体爆炸实验、2.1-9.5％V/V丙烷-空气预混气体爆炸实验。