[发明专利]一种模拟储罐泄漏的实验系统及测试方法

权利要求书

1.一种模拟储罐泄漏的实验系统，包括带有加热装置的储罐（1），其特征在于：所述储罐（1）的开口端密封设置有位于泄爆控制容弹内的爆破膜夹持装置，所述泄爆控制容弹内设置有与爆破膜夹持装置对应的破膜装置，所述泄爆控制容弹的周侧为可视化窗，旁侧设置有视频采集装置，所述视频采集装置包括设置在泄爆控制容弹一侧的纹影仪（2），所述纹影仪（2）的光源平行穿过泄爆控制容弹的可视化窗并将形成的图像反射到摄像机（3）内；

所述爆破膜夹持装置包括带颈法兰（21），所述带颈法兰（21）颈部开口端的内壁上设置有环形槽，所述环形槽内依次设置有爆破膜（22）、密封圈（23）、压环（24）和轴承（25），所述带颈法兰（21）的颈部一端套设有开孔螺母（26），所述轴承（25）与开孔螺母（26）的内顶部相抵，所述带颈法兰（21）的法兰盘与储罐（1）顶部固定连接；

所述破膜装置包括与容弹主体（30）顶部固定的气密性插接件（36），插接件（36）与信号接收器（11）电性连接，插接件（36）的另一端连接有电磁铁（37），电磁铁（37）的另一端连接有自紧夹头（39），而破膜针（38）贯穿自紧夹头（39）的轴心设置且一端伸出自紧夹头（39）外。

2.根据权利要求1所述的一种模拟储罐泄漏的实验系统，其特征在于：所述爆破膜夹持装置从所述泄爆控制容弹的底部伸进泄爆控制容弹内，所述破膜装置从泄爆控制容弹的顶部伸进泄爆控制容弹内。

3.根据权利要求1所述的一种模拟储罐泄漏的实验系统，其特征在于：所述泄爆控制容弹相对应的两侧对称设置有聚光镜（4），所述纹影仪（2）的光源发出的光经过第一分光器（5）和第一反射镜（6）反射到其中一个所述聚光镜（4）上，并经由所述聚光镜（4）穿过泄爆控制容弹反射到另一个所述聚光镜（4）上，然后经由第二反光镜（7）和第二分光器（8）反射到所述摄像机（3）内。

4.根据权利要求3所述的一种模拟储罐泄漏的实验系统，其特征在于：所述摄像机（3）分别电性连接有存储设备（9）和同步触发器（10），所述同步触发器（10）与破膜装置上的信号接收器（11）电性连接，所述同步触发器（10）电性连接控制器（12）。

5.根据权利要求4所述的一种模拟储罐泄漏的实验系统，其特征在于：所述泄爆控制容弹和储罐（1）上分别设置有第一压力传感器（33）和第二压力传感器（34），所述第一压力传感器（33）和第二压力传感器（34）分别电性连接数据采集器（13），所述数据采集器（13）与所述控制器（12）电性连接。

6.根据权利要求4所述的一种模拟储罐泄漏的实验系统，其特征在于：所述储罐（1）上的加热装置与所述控制器（12）电性连接，所述储罐（1）的底部设置有抽真空补水装置。

7.根据权利要求6所述的一种模拟储罐泄漏的实验系统，其特征在于：所述抽真空补水装置包括真空泵（14），所述真空泵（14）通过抽真空管路（15）连接有三通阀（16），所述三通阀（16）的另外两个接口分别连接有补水管路（17）和干路管道（18），所述抽真空管路（15）、补水管路（17）和干路管路（18）上分别设置有阀门，所述干路管路（18）的另一端通过连接件（19）与储罐（1）的底部连接并相通，所述补水管路（17）的另一端连通有水槽（20）。

8.根据权利要求6所述的一种模拟储罐泄漏的实验系统，其特征在于：所述加热装置包括嵌入设置在储罐（1）内壁中的加热棒（28），所述加热棒（28）的一端从储罐（1）的底部伸出并分别与所述控制器（12）电性连接，所述储罐（1）的侧壁上插入设置有热电偶（29），所述热电偶（29）与控制器（12）电性连接。

9.一种模拟储罐泄漏的测试方法，其特征在于：采用权利要求7～8任一项所述的模拟储罐泄漏的实验系统，具体测试方法包括以下步骤：

（1）开启所述真空泵（14），对所述储罐（1）进行抽真空和加水；

（2）开启数据采集器（13）、同步触发器（10）、存储设备和控制器（12），并设定摄像机（3）的拍摄帧率、报警压力和温度；

（3）开启加热装置的加热电源，通过第一压力传感器（33）和第二压力传感器（34）检测泄爆控制容弹内的压力和储罐（1）内部压力，并通过摄像机（3）记录泄爆过程中两相流演化过程，再通过收集的压力数据和摄像机（3）收集的视频数据，绘制压力-时间变化曲线。