[实用新型]开敞空间不同湿度预混气云爆燃火焰与压力耦合测试系统

说明书

本实用新型开敞空间不同湿度预混气云爆燃火焰与压力耦合测试系统涉及的是气体燃爆测试技术领域，具体涉及不同湿度条件下开敞空间可燃预混气云爆燃火焰与压力耦合测试系统。由主体部分、配气装置、点火装置、测试装置和计算机组成；所述主体部分为半球形气云装置，半球形气云装置由聚乙烯薄膜气云罩、阻燃橡胶圆环板和16Mn钢制圆环板组成，所述配气装置由甲烷气瓶、压缩空气瓶、氯化钙容器瓶、湿度传感器、湿度发生器、加热管、气体预混罐、排水口、气体导流器组成；所述测试装置由压力变送器、湿度传感器、温度传感器、数据采集仪、高速摄像机、高速红外热成像仪和高速纹影系统组成，所述测试装置与计算机连接。

技术领域

本实用新型开敞空间不同湿度预混气云爆燃火焰与压力耦合测试系统涉及的是气体燃爆测试技术领域，具体涉及不同湿度条件下开敞空间可燃预混气云爆燃火焰与压力耦合测试系统。

背景技术

可燃气体在生产、加工、使用、运输和储存过程中当发生意外泄漏时会在开敞空间中形成可燃气云，遇到具有足够能量的外部火源就会发生爆炸，具有极大的危害。由于人们对可燃气体爆炸机理、规律以及影响可燃气云爆炸因素的研究还不够，而且蒸气云爆炸会产生极大的破坏性，所以在可燃气云爆炸事件发生后，防爆抑爆装置并没有取得预期的效果。到当前为止，许多专家学者对可燃云的燃烧爆炸问题进行了较为深入的探究和研讨。但是，由于可燃气云爆炸较复杂，且具有一定的危险性。针对可燃气云研究的热点和难点仍然是其在不同条件下的爆炸规律。设计可燃气体预混气云爆炸试验系统，有助于人们了解可燃气体爆炸规律，为提前防止可燃气体爆炸提供了有力依据。

中国专利号CN200810224143.5中提出一种开敞空间存在浓度梯度气云爆燃的实验方法，将圆形梯度板上由内而外覆盖多层薄膜，将每层薄膜之间的空气抽走，再向梯度板与薄膜以及每两层薄膜之间注入不同浓度的预混气云，不同浓度是薄膜最内层注入14％预混甲烷气云，向外每层之间浓度为1—2％递减，在某一浓度的预混气云点火浓度区域点火点点火引爆，由数据采集系统将压力变送器的电信号转换成数据信号输送到计算机记录并比较。

所述专利实验方法虽然可以测得气云不同浓度梯度对气云燃爆的影响，但是实际气云燃爆的过程中还是存在有很多的影响因素，比如混合空气湿度对气云爆炸的影响，湿度是指一定体积的气体在一定温度条件下所含的水蒸气含量，这是判断气体干燥程度的一个重要物理量。一定量的水蒸气可以减小甲烷气体的燃烧速度，削减其燃烧和爆炸的强度；当水蒸气量含量到达某一临界值时，它可以阻止甲烷气体点火；还可以降低了系统燃烧温度和H、O和OH等高活性自由基的浓度，增大了混合气体点火延迟时间和关键自由基的出现时间，从而达到抑爆的效果，空气中是存在一定湿度的，在实际工业开采可燃气体过程中，必定可燃气体会与外界空气接触，因此提前测得预混空气湿度下抑制爆炸的临界值，能够最大程度上降低工业开采中的危险，因此，解决这个问题是非常有价值的。

发明内容

本实用新型目的是针对上述不足之处，提供一种开敞空间不同湿度预混气云爆燃火焰与压力耦合测试系统，是一种不同湿度条件下开敞空间可燃预混气云爆燃火焰与压力耦合测试方法及其测试系统，通过对不同湿度可燃预混气体爆燃后的火焰温度分布、爆燃压力以及温度和压力的耦合关系来研究空气湿度对开场空间可燃预混气云爆燃的影响。

本实用新型开敞空间不同湿度预混气云爆燃火焰与压力耦合测试系统通过以下技术方案予以实现：

开敞空间不同湿度预混气云爆燃火焰与压力耦合测试系统由主体部分、配气装置、点火装置、测试装置和计算机组成，所述主体部分为半球形气云装置，半球形气云装置由聚乙烯薄膜气云罩(聚乙烯薄膜罩)、阻燃橡胶圆环板和16Mn钢制圆环板组成，所述聚乙烯薄膜气云罩两侧对称设置有阻燃橡胶圆环板，所述阻燃橡胶圆环板两侧对称设置有16Mn钢制圆环板，所述阻燃橡胶圆环板内的聚乙烯薄膜上安装了温度传感器和电阻丝，所述16Mn钢制圆环板的外环四周均匀分布有夹具，所述温度传感器和电阻丝与温控器相连接，所述聚乙烯薄膜气云罩底部开有点火点和注气孔，所述点火点位于聚乙烯薄膜气云罩的底部圆心处，且点火点与点火装置连接。