[发明专利]一种模拟储罐泄漏的实验系统及测试方法

说明书

本发明涉及危化品火灾爆炸实验测试技术领域，具体涉及一种模拟储罐泄漏的实验系统及测试方法。具体技术方案为：一种模拟储罐泄漏的实验系统，包括带有加热装置的储罐，所述储罐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，所述纹影仪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内。本发明所公开的实验系统和测试方法有助于防治地下空间、隧道等相对密闭场所内BLEVE事故灾害及阻断BLEVE多米诺效应的传播。

技术领域

本发明涉及危化品火灾爆炸实验测试技术领域，具体涉及一种模拟储罐泄漏的实验系统及测试方法。

背景技术

随着国家经济转型及绿色发展，以液化石油气(LPG)、液氢等为代表的加压液化储存的清洁能源被认为广泛关注。然而，加压液化储罐在遇到火灾、过度充装、腐蚀、碎片打击等作用时，极易发生储罐失效破坏、内部液体泄漏；罐内压力急剧下降导致内部介质过热沸腾、气化，压力急剧上升进而诱发储罐爆炸，该过程称为沸腾液体膨胀蒸气爆炸(BoilingLiquid Expanding Vapor Explosion，简称BLEVE)事故。BLEVE是物理爆炸的一种，爆炸产生的热辐射、高速碎片等极易导致周围储罐发生爆炸，造成多米诺效应，扩大事故损失；且若介质可燃或有毒有害，则往往还伴随着燃烧、有毒介质扩散等次生灾害。因此，对BLEVE近场超压以及两相流演变过程的研究有助于阐明该类事故发生、发展及防治的规律和机理，为储罐本质安全设计、科学救灾等问题提供参考。

目前，国内外学者对火灾条件导致储罐发生BLEVE的实验研究主要集中在初始条件(液位、加热功率、加热面积等)、储罐破坏边界条件(泄漏孔径、泄漏位置、减压动作等)对BLEVE的影响规律，罐内两相流运动对事故演化过程的影响和开放空间近场超压等方面。但储罐BLEVE过程的诱发会在受限空间，且将伴随相比开放空间更大的能量密度，尚未发现有研究探究密闭、半密闭空间下储罐BLEVE的发生。当前，关于对储罐在热作用条件下发生BLEVE的实验装置，大多以探究不同初始条件BLEVE过程中罐内时温度、压力响应。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种模拟储罐泄漏的实验系统及测试方法，揭示了密闭、半密闭空间内BLEVE泄爆机理、阐明两相流与近场超压之间的耦合关系，有助于防治地下空间、隧道等相对密闭场所内BLEVE事故灾害及阻断BLEVE多米诺效应的传播。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

本发明公开了一种模拟储罐泄漏的实验系统，包括带有加热装置的储罐，所述储罐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，所述纹影仪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内。

优选的，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。

优选的，所述泄爆控制容弹相对应的两侧对称设置有聚光镜，所述纹影仪的光源发出的光经过第一分光器和第一反射镜反射到其中一个所述聚光镜上，并经由所述聚光镜穿过泄爆控制容弹反射到另一个所述聚光镜上，然后经由第二反光镜和第二分光器反射到所述摄像机内。

优选的，所述摄像机分别电性连接有存储设备和同步触发器，所述同步触发器与破膜装置上的信号接收器电性连接，所述同步触发器电性连接控制器。

优选的，所述泄爆控制容弹和储罐上分别设置有第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器和第二压力传感器分别电性连接数据采集器，所述数据采集器与所述控制器电性连接。