一种记录爆轰内部结构的管道系统及其方法技术方案

本发明专利技术一种记录爆轰内部结构的管道系统及实验方法，该管道系统包括测试主体管、烟熏玻璃、烟膜和开槽法兰；在测试主体管的末端联接开槽法兰，并设置橡胶圈密封，在抽真空过程中将烟熏玻璃对准末端，利用管道内外的压力差将烟熏玻璃光滑面与橡胶密的接触面来保证玻璃和橡胶密封圈之间极好的密封。烟熏玻璃只保留中心处管道内径相同大小，其他部分需要用酒精擦拭干净，以免影响密封。同时，在内部管壁放置烟膜，烟膜宽度等于管道内径周长，实验完成后取下末端玻璃，则烟熏玻璃记录这一位置在横波到达时的内部横波轨迹。爆轰横波结构结果。本发明专利技术的有益效果是：结构简单，使用方便，可清晰记录爆轰面结构的记录爆轰内部结构的管道系统及实验方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及爆轰结构及爆轰传播形态的研究，具体涉及一种记录爆轰内部结构的管道系统及其方法。
技术介绍
文献1（韩桂来，姜宗林，张德良.激波与爆轰波对撞的数值模拟研究[J].力学学报,2008,40(2):154-161.）指出自持爆轰波一般都具有复杂的三维结构，称为胞格结构。而螺旋爆轰只是圆管中模数为一的胞格。使用烟熏过的烟膜来记录爆轰的胞格结构也成为主要的爆轰现象研究手段。实际上，环绕在管子内壁的烟膜上仅仅记录了爆轰面外圈上的三波点经过的路径。因为实验方法的限制对爆轰结构的研究大部分都是对管壁处的螺旋爆轰结构进行研究，但是其内部发展规律少有涉及。想要确定离管壁较远处靠近管轴的前导激波面形状，可把烟膜垂直于管轴放置，这样爆轰面会在该烟膜上发生反射。但是如何将来自螺旋爆轰波反射的激波相交记录在端面烟膜面上的这一复杂过程至今为止尚不清楚。端面烟膜记录了折痕是如何从壁面朝着管轴向内延伸的。端面烟膜上显示的精细结构是由于反射激波扫过经过激波压缩的反应物而造成的，这些反应物处于折痕入射激波后方的诱导区内。文献2（Voitsekovskii,B.V.,V.V.Mitrofanov,andM.Ye.Topchiyan.1966.“Thestructureofadetonationfrontingases.”Englishtranslation,WrightPattersonAirForceBase）尝试给出螺旋爆轰面单头、双头和四头螺旋爆震的横波运动，但对于更高频的螺旋爆轰，描述横波运动穿过爆轰面将会非常困难，需要实验结果的支持，如何清晰的记录爆轰面的结构是十分需要解决的问题。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种结构简单，使用方便，可清晰记录爆轰面结构的记录爆轰内部结构的管道系统及其方法。本专利技术的技术方案：一种记录爆轰内部结构的管道系统，该管道系统包括测试主体管、烟熏玻璃、烟膜和开槽法兰；其中，所述测试主体管的一端通过法兰密封，所述测试主体管的另一端设有所述开槽法兰，所述测试主体管的管壁上开有用于安装检测装置的若干通孔，所述通孔上均设有探针安装塞，所述测试主体管的内部靠近所述开槽法兰一端设置所述烟膜，且所述烟膜的高度等于所述测试主体管的内径，所述烟熏玻璃设置在木板上，所述烟熏玻璃与木板之间设有缓冲海绵，所述烟熏玻璃、所述木板与所述开槽法兰三者之间通过固定夹具固定，所述开槽法兰与所述烟熏玻璃的接触面之间设置有橡胶圈密封。进一步，所述检测装置包括单片机和探针或传感器，所述探针或传感器安装在所述通孔内，所述单片机通过数据线与所述探针或传感器连接。进一步，所述测试主体管为不锈钢制成，其内径为在50.8mm-1000mm。进一步，所述烟膜的宽度小于或等于所述测试主体管的内径周长。进一步，所述烟熏玻璃的厚度为4-6mm。本专利技术的另一目的在于提供使用上述记录爆轰内部结构的管道系统进行记录的方法，具体包括以下步骤：步骤1.将测试主体管两端密封，检查测试主体管的密封性，将测试主体管的一端通过法兰密封，另一侧末端放入烟膜，保证放置过程中烟膜无旋转，在测试主体管的另一端安装开槽法兰，将烟熏玻璃置于木板上；步骤2：制备成分为2H2+O2+50%Ar的预混气和C2H2-O2的引爆气，静置24小时充分预混；步骤3：对步骤1组装后的测试主体管开始抽真空，将烟熏玻璃的烟迹对准测试主体管设有开槽法兰的末端开口上，此时橡胶密封圈的柔性加之管道内外因抽真空产生的压力差会将烟熏玻璃压在橡胶密封圈上，然后继续抽真空，使用夹子将木板、缓冲海绵、烟熏玻璃和开槽法兰四者固定，充入引爆气C2H2-O2及实验气体2H2+O2+50%Ar，点火，爆轰结束后抽真空，平稳缓慢的放入大气，扶住木板，拆卸夹子，拿下木板及留下轨迹的烟熏玻璃，取出留下轨迹的烟膜，将烟膜结果及烟熏玻璃结果扫描，即得到该实验气体的清晰的记录爆轰面的结构，爆轰实验过程中，通过测试主体管上的探针或传感器记录下爆轰面到达时间，结合探针位置计算出爆轰速度。所述的内部结构记录实验系统，是适用于不同预混气在不同初始条件下的爆轰实验的，初始压力改变时调整玻璃的厚度，4mm厚的玻璃仅适用于初始压力低于8kPa，6mm厚的玻璃可以满足初始压力不高于15kPa的实验。本专利技术的有益效果是：由于采用上述技术方案，本专利技术的管道系统安装方便，便于调整，实验方法适用于广泛的初始压力条件及预混气种类，可靠的给出清晰的便于记录的爆轰内部结构。附图说明图1为本专利技术的一种记录爆轰内部结构记录管道系统的结构示意图。图2为主体测试管的剖面示意图。图3为本专利技术的实验烟膜及玻璃烟迹结果示意图。图4为烟熏玻璃制备的示意图。图中：1-8、探针安装塞；9、测试主体管；10、烟膜；11、开槽法兰；12、烟熏玻璃；13、缓冲海绵；14、木板；15、橡胶圈；16、固定夹具；17、爆轰内部结构轨迹；18、爆轰管壁轨迹；19、烟熏区域；20、覆盖物；21、滤网；22、煤油灯；23、探针或传感器；24、单片机。具体实施方式下面结合附图和实例对本专利技术的技术方案做进一步说明。如图1-2所示为本专利技术的一种记录爆轰内部结构记录管道系统的结构示意图，该管道系统包括测试主体管、烟熏玻璃、烟膜和开槽法兰；其中，所述测试主体管的一端通过法兰密封，所述测试主体管的另一端设有所述开槽法兰，所述测试主体管的管壁上开有用于安装检测装置的若干通孔，所述通孔上均设有探针安装塞，所述测试主体管的内部靠近所述开槽法兰一端设置所述烟膜，且所述烟膜的高度等于所述测试主体管的内径，所述烟熏玻璃设置在木板上，所述烟熏玻璃与所述木板之间设有缓冲海绵，设置在所述木板上的烟熏玻璃通过夹子与所述开槽法兰固定，所述开槽法兰与所述烟熏玻璃接触面之间设置有橡胶圈，该系统还包括检测装置，所述检测装置包括单片机和探针或传感器，所述探针或传感器安装在所述探针安装塞上，所述单片机通过数据线与所述探针或传感器连接。使用上述记录爆轰内部结构记录管道系统的进行记录方法，具体包括以下步骤：步骤1.将测试主体管两端密封，检查测试主体管的密封性，将测试主体管的一端通过法兰密封，另一侧末端放入烟膜，保证放置过程中烟膜无旋转，在测试主体管的另一端安装开槽法兰，将烟熏玻璃置于木板上；步骤2：制备成分为2H2+O2+50%Ar的预混气和C2H2-O2的引爆气，静置24小时充分预混；步骤3：对步骤1组装后的测试主体管开始抽真空，将烟熏玻璃的烟迹对准测试主体管设有开槽法兰的末端开口上，此时橡胶密封圈的柔性加之管道内外因抽真空产生的压力差会将烟熏玻璃压在橡胶密封圈上，然后继续抽真空，使用夹子将木板、缓冲海绵、烟熏玻璃和开槽法兰四者固定，充入引爆气C2H2-O2及实验气体2H2+O2+50%Ar，点火，爆轰结束后抽真空，平稳缓慢的放入大气，扶住木板，拆卸夹子，拿下木板及留下轨迹的烟熏玻璃，取出留下轨迹的烟膜，将烟膜结果及烟熏玻璃结果扫描，即得到该实验气体的清晰的记录爆轰本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种记录爆轰内部结构的管道系统，其特征在于：该管道系统包括测试主体管、烟熏玻璃、烟膜和开槽法兰；其中，所述测试主体管的一端通过法兰密封，所述测试主体管的另一端设有所述开槽法兰，所述测试主体管的管壁上开有用于安装检测装置的若干通孔，所述通孔上均设有探针安装塞，所述测试主体管的内部靠近所述开槽法兰一端设置所述烟膜，且所述烟膜的高度等于所述测试主体管的内径，所述烟熏玻璃设置在木板上，所述烟熏玻璃与所述木板之间设有缓冲海绵，所述烟熏玻璃、所述木板与所述开槽法兰三者之间通过固定夹具固定，所述开槽法兰与所述烟熏玻璃的接触面之间设置有橡胶圈密封。

【技术特征摘要】
1.一种记录爆轰内部结构的管道系统，其特征在于：该管道系统包括测试主体管、烟熏玻璃、烟膜和开槽法兰；
其中，所述测试主体管的一端通过法兰密封，所述测试主体管的另一端设有所述开槽法兰，所述测试主体管的管壁上开有用于安装检测装置的若干通孔，所述通孔上均设有探针安装塞，所述测试主体管的内部靠近所述开槽法兰一端设置所述烟膜，且所述烟膜的高度等于所述测试主体管的内径，所述烟熏玻璃设置在木板上，所述烟熏玻璃与所述木板之间设有缓冲海绵，所述烟熏玻璃、所述木板与所述开槽法兰三者之间通过固定夹具固定，所述开槽法兰与所述烟熏玻璃的接触面之间设置有橡胶圈密封。
2.根据权利要求1所述的管道系统，其特征在于，该系统还包括检测装置，所述检测装置包括单片机和探针或传感器，所述探针或传感器安装在所述探针安装塞上，所述单片机通过数据线与所述探针或传感器连接。
3.根据权利要求1所述的管道系统，其特征在于，所述测试主体管采用不锈钢制成，其内径为在50.8mm-1000mm。
4.根据权利要求1所述的管道系统，其特征在于，所述烟膜的宽度小于或等于所述测试主体管内径周长。
5.根据权利要求1所述的，所述烟熏玻璃的厚度为4-6mm。
6.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵焕娟，张英华，严屹然，高玉坤，黄志安，白智明，王辉，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11