[发明专利]一种同步测试多管径管道内爆轰传播结构的实验系统

说明书

本发明提供一种同步测试多管径管道内爆轰传播结构的实验系统，属于爆轰结构技术领域。该实验系统具有梯度结构并可显示螺旋爆轰横、纵波结构变化的圆形爆轰管道组，该管道组包括驱动段、不同尺寸的实验段，不同管径尺寸的管道通过变径法兰实现密封连接。驱动段连接高压点火装置并通过法兰与80mm管道连接，80mm管道通过变径法兰与60mm管道连接，变径法兰上设有固定螺丝，同理将40mm、20mm管道依次连接组成本次实验变径管道系统，通过各段管道内壁附有的烟膜来记录各段爆轰横纵波结构，发现爆轰波在管道中传播因管道尺寸变化而产生的变化，与各单一尺寸管道对应实验数据进行对比分析，对于爆轰结构研究与探索具有重要意义。

技术领域

本发明涉及爆轰结构技术领域，特别是指一种同步测试多管径管道内爆轰传播结构的实验系统。

背景技术

爆轰是气体爆炸的最高形式，是超音速传播(相对于波前未反应混合物)的伴随化学反应的冲击波，其强大的破坏能力远远超过了人们对爆燃波的把握与理解，也因此引起众多学者的研究兴趣。爆轰波具有典型的胞状结构，波前包括马赫杆、入射波、反射波及横波。横波、入射波和马赫杆交合形成的点称为三波点。当爆轰沿着管壁的烟膜向前传播时，三波点在烟膜上留下运动的痕迹即成为爆轰胞状结构，爆轰极限、胞格尺寸是爆轰的重要特性，也可作为判断可燃混合气体爆轰敏感性的参数。

本次实验设计梯度尺寸管道系统，通过观察烟膜记录的爆轰波横纵波结构，探究管径尺寸变化对爆轰波传播的影响情况，对爆轰波传播边界条件影响效果进行更深的分析理解，通过与单一尺寸管道实验结果对比，对抑制或放大爆轰威力及效果的研究具有重大意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种同步测试多管径管道内爆轰传播结构的实验系统，可直观显示爆轰波在不同尺寸管径中传播的结构形态。

该系统包括驱动段、80mm管道、60mm管道、40mm管道、20mm管道和高压点火装置，驱动段内设Shchelkin螺旋，驱动段与高压点火装置连接，驱动段通过连接法兰与80mm管道连接，80mm管道通过80mm变径法兰和80mm转60mm变径法兰实现与60mm管道密封连接，60mm管道通过60mm变径法兰和60mm转40mm变径法兰与40mm管道连接，40mm管道通过40mm变径法兰和40mm转20mm变径法兰连接20mm管道，20mm管道末端通过尾端法兰密封。

其中，80mm管道、60mm管道、40mm管道和20mm管道内部均设置有烟膜紧贴管道内壁，烟膜恰好覆盖在各管道内壁，无旋转。

驱动段、80mm管道、60mm管道、40mm管道和20mm管道均为PC材质，80mm管道、60mm管道、40mm管道和20mm管道长均为0.95m，80mm管道、60mm管道、40mm管道和20mm管道的内径分别为80mm、60mm、40mm、20mm，80mm管道、60mm管道、40mm管道和20mm管道的壁厚均为5mm。

驱动段和80mm管道通过固定螺钉连接。

固定螺丝直径远小于实验段内直径，对爆轰实验无明显影响。

变径法兰，包括80mm变径法兰、80mm转60mm变径法兰、60mm变径法兰、60mm转40mm变径法兰、40mm变径法兰和40mm转20mm变径法兰整体均为圆形，中心均为变径法兰空心接口，变径法兰空心接口外部为法兰外圈接口，法兰外圈接口外的圆周上均匀布置四个法兰口。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案中，可直观显示爆轰波在传播过程中，因管道尺寸发生变化而产生的结构变化，一种气体在一次实验中就可以得到尺寸变化导致的横纵波结构的变化，便于有效实验数据的采集以及实验的高效进行。

附图说明

图1为本发明的同步测试多管径管道内爆轰传播结构的实验系统结构示意图；