[发明专利]一种研究气体爆炸壁面效应的实验装置及方法

摘要

本发明提供了一种研究气体爆炸壁面效应的实验装置及方法，整个实验装置包括圆柱型抗爆容器、圆形爆炸管道、压力测试系统、振动加速度测试系统、配气系统、点火系统、同步控制系统、数据采集装置和伸缩式移动支架；可进行可燃气体爆炸的壁面效应的研究，包括壁面阻力效应、壁面反射效应和壁面热效应。针对三种壁面效应，分别设计了弹簧式阻力壁面、反射金属抗板和管道加热器。通过开展管道内可燃气体爆炸传播过程中壁面效应，不仅可以揭示可燃气体的爆炸传播规律，而且还能预防和控制燃烧爆炸事故，为工程防爆安全设计提供参考。

主权项

一种研究气体爆炸壁面效应的实验装置，其特征在于：它包括一爆炸装置和一参数采集装置；所述爆炸装置包括一圆柱型抗爆容器(1)和一圆形爆炸管道(6)，所述圆柱型抗爆容器(1)的底端设置一泄压阀(2)，壁面设置两个压力传感器安装端口，顶部设置预留口、并用第一密封法兰(3)进行密封，第一密封法兰上设置一火焰观测口(4)，圆柱型抗爆容器的侧部壁面上设置有延伸管，延伸管上设有阀门(5)，圆柱型抗爆容器的内部设置有用于安装反射金属抗板(23)的可调式底盘(22)；所述圆形爆炸管道(6)由两节相同管道通过法兰连接组成，圆形爆炸管道(6)的一端管口通过法兰与所述圆柱型抗爆容器(1)的延伸管管口相连，另一端管口通过第二密封法兰(8)进行密封、并且该端口一侧的上方位置设置有混合气体输入端口(7)，所述第二密封法兰(8)上设置一点火装置安装端口，该端口上安装点火枪(10)，点火枪(10)与高能点火器(11)相连，所述圆形爆炸管道(6)上设置有管道加热器(24)，并且在其两节管道上设置两个压力传感器安装端口，该压力传感器安装端口上安装压力传感器；所述参数采集装置包括四个压力传感器，其中第一压力传感器(12)的安装点正对所述圆柱型抗爆容器的延伸管管口，第二压力传感器(13)的安装点与第一压力传感器(12)的安装点呈90度的圆心角，第三压力传感器(14)和第四压力传感器(15)分别单独安装在所述圆形爆炸管道的两节管道上且靠近所述延伸管管口的一端处，所述的第一压力传感器(12)、第二压力传感器(13)、第三压力传感器(14)和第四压力传感器(15)均分别与压力数据采集器(16)相连，在第一压力传感器(12)和第二压力传感器(13)的同一位置上设置有第一振动加速度传感器(17)和第二振动加速度传感器(18)，在第三压力传感器(14)和第四压力传感器(15)的正对位置安装有第三振动加速度传感器(19)和第四振动加速度传感器(20)，所述的第一振动加速度传感器(17)、第二振动加速度传感器(18)、第三振动加速度传感器(19)和第四振动加速度传感器(20)均分别与振动加速度数据接收器(21)相连，所述高能点火器(11)、压力数据采集器(16)和振动加速度数据接收器(21)连接至同步控制系统；所述圆形爆炸管道(6)内设有可拆卸式弹簧式阻力壁面(31)，所述弹簧式阻力壁面(31)为由不同形状和大小的钢丝做成不同节距的弹簧，弹簧式阻力壁面(31)与圆形爆炸管道(6)内壁面紧密贴合；所述管道加热器(24)由电加热元件(27)、导流板(28)、筒体(29)和直流稳压电源(30)四部分组成，所述电加热元件(27)均匀缠绕在爆炸管道上，其包括插入耐高温绝缘管内的电阻丝，以及紧密地填入在空隙部分具有良好绝缘性和导热性能的结晶氧化镁粉；所述筒体(29)内安装所述导流板(28)，电加热元件通过直流稳压电源使电阻丝发热，未被管道加热器(24)包裹的部分，用陶瓷纤维毯进行包裹。