[发明专利]一种氢气-干空气-水蒸汽爆炸压力测试装置及测试方法

权利要求书

1.一种氢气-干空气-水蒸汽爆炸压力测试装置，其特征在于：

包括一个立式圆柱体形的爆炸容器，在爆炸容器的上法兰盖中间区域设有竖直的进水管和竖直的压力表弯管；进水管顶端与水箱底部连通，在进水管上从上至下依次安装质量流量控制器、进水管阀和气管；压力表弯管顶端连接压力变送器，下部安装根部阀；在气管上从进水管连接位置开始依次安装气管阀、气管阻火器、排气管线、氢气管线、干空气管线、氮气管线和真空泵管线；在爆炸容器的下法兰盖中心设有竖直的排水管，在排水管上安装排水管阀；在爆炸容器圆筒的二分之一高度位置安装点火杆，点火端位于爆炸容器中心，点火杆与点火器连接；在圆筒上与点火杆相对的位置安装压力传感器，压力传感器通过数据采集器与计算机连接；加热保温层对爆炸容器、进水管阀、排水管阀、气管阀和压力变送器根部阀整体加热保温，加热保温层与温度控制柜连接；爆炸容器、水箱、质量流量控制器、阻火器、管道和阀门为不锈钢材质。

2.根据权利要求1所述的一种氢气-干空气-水蒸汽爆炸压力测试装置，其特征在于，所述爆炸容器的长径比在1至1.5范围内。

3.根据权利要求1所述的一种氢气-干空气-水蒸汽爆炸压力测试装置，其特征在于，所述气管以气管与进水管连接处为参考点，向上倾斜5度。

4.根据权利要求1所述的一种氢气-干空气-水蒸汽爆炸压力测试装置，其特征在于，所述排气管线包括排气管、排气管阀和排气管阻火器，排气管位于气管上部，排气管阻火器位于排气管出口，排气管出口在排气管顶端。

5.根据权利要求1所述的一种氢气-干空气-水蒸汽爆炸压力测试装置，其特征在于，所述氢气管线包括氢气管，在氢气管上从气管连接位置开始依次连接氢气管阀、氢气减压器和氢气高压气瓶，氢气管阀位于气管上部。

6.根据权利要求1所述的一种氢气-干空气-水蒸汽爆炸压力测试装置，其特征在于，所述干空气管线包括干空气管，在干空气管上从气管连接位置开始依次连接干空气管阀、干空气减压器和干空气高压气瓶，干空气管阀位于气管上部。

7.根据权利要求1所述的一种氢气-干空气-水蒸汽爆炸压力测试装置，其特征在于，所述氮气管线包括氮气管，在氮气管上从气管连接位置开始依次连接氮气管阀、氮气减压器和氮气高压气瓶，氮气管阀位于气管上部。

8.根据权利要求1所述的一种氢气-干空气-水蒸汽爆炸压力测试装置，其特征在于，所述真空泵管线包括真空泵管，真空泵管位于气管上部，在真空泵管上从气管连接位置开始依次连接真空泵管阀、真空泵和真空泵管阻火器，真空泵管阻火器位于真空泵管出口，真空泵管出口在真空泵管顶端。

9.一种使用权利要求1-8任一项所述的氢气-干空气-水蒸汽爆炸压力测试装置的压力测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)启动数据采集器和计算机，确保压力数据采集正常；

(2)关闭质量流量控制器，打开排水管阀、进水管阀和压力变送器根部阀，关闭气管阀，在温度控制柜上设定装置加热温度并按下“启动”按钮，通过加热保温层对装置加热保温，使爆炸容器内气体温度稳定在设定值，然后关闭排水管阀；

(3)关闭排气管阀、干空气管阀、氢气管阀和氮气管阀，打开真空泵管阀和气管阀，启动真空泵，使压力变送器显示压力达-99.4kPa，关闭真空泵管阀，停止真空泵；

(4)打开干空气瓶阀，调节干空气减压器出口压力，打开干空气管阀，向爆炸容器注入干空气，当压力变送器显示压力为干空气计算分压时，关闭干空气管阀和干空气瓶阀；

(5)打开氢气瓶阀，调节氢气减压器出口压力，打开氢气管阀，向爆炸容器注入氢气，当压力变送器显示压力为干空气和氢气计算分压之和时，关闭氢气管阀和氢气瓶阀；

(6)关闭气管阀，保证水箱内水量足够多，在质量流量控制器上设定水质量，使水向爆炸容器流动，当水质量测量值等于水质量设定值时，质量流量控制器自动关闭，然后关闭进水管阀；

(7)水在爆炸容器内被充分加热成为水蒸汽，水蒸汽、干空气和氢气混合均匀后，关闭压力变送器根部阀；

(8)按下点火器“电源开”按钮，开始采集压力数据，按下点火器“点火开”按钮，10秒后停止采集压力数据，按下点火器“点火关”按钮、点火器“电源关”按钮和温度控制柜“停止”按钮；

(9)打开压力变送器根部阀、氮气瓶阀，调节氮气减压器出口压力，打开氮气管阀和气管阀，向爆炸容器注入氮气，当压力变送器显示压力上升值达2倍点火前混合气体压力时，关闭氮气管阀，打开排气管阀，当压力变送器显示压力为0kPa时，关闭排气管阀；

(10)打开氮气管阀，向爆炸容器注入氮气，当压力变送器显示压力上升值达2倍点火前混合气体压力时，关闭氮气管阀，打开排气管阀，当压力变送器显示压力为0kPa时，关闭排气管阀；

(11)重复第(10)步1次；

(12)打开真空泵管阀，启动真空泵，当压力变送器显示压力达-99.4kPa时，关闭真空泵管阀，停止真空泵；

(13)打开氮气管阀，向爆炸容器注入氮气，当压力变送器显示压力为100kPa时，关闭氮气管阀和氮气瓶阀；

(14)提取实验数据，关闭数据采集器和计算机，断开真空泵、点火器、温度控制柜、数据采集器和计算机的电源，实验结束。