本实用新型专利技术提供一种用于研究障碍物场景下泄漏气体扩散规律的实验装置，包括泄放系统和扩散监测系统，泄放系统包括：供气气瓶、风速风向仪、工控机、数据采集模块、气管；扩散监测系统包括障碍物、气体红外热像仪、单点式气体浓度传感器。风速风向仪连接数据采集模块将数据传输至工控机；气管出口放置于气瓶顺风向中心线位置；所述障碍物位于气瓶顺风向中心线上；气体红外热像仪测量范围覆盖整个实验装置区域；在所述障碍物的周围设置有多个单点式气体浓度传感器。整套实验装置可重复使用且工况容易调控，可全面监测泄漏空间的气体浓度情况，根据研究需要可研究不同气体遇障碍物时的扩散规律以及不同障碍物对气体扩散的影响。扩散规律以及不同障碍物对气体扩散的影响。扩散规律以及不同障碍物对气体扩散的影响。
【技术实现步骤摘要】
一种用于研究障碍物场景下泄漏气体扩散规律的实验装置
[0001]本技术属于公共安全应急监测领域，具体涉及一种采用组合探测方法研究障碍物场景下泄漏气体扩散规律的实验装置。
技术介绍
[0002]随着我国石油化工行业的快速发展，有毒有害气体泄漏而导致的火灾、爆炸及污染事故偶有发生，造成严重的人员伤亡与财产损失，并对公共安全构成了巨大威胁。有毒有害气体泄漏事故发生后，多数研究根据化工园区内部署的单点式气体传感器传回数据，由高斯烟羽气体扩散经典模型计算泄漏点位置，确定泄漏设备源。但真实事故场景中，化工管道、储罐、防火堤及办公楼等都会对气体扩散造成阻碍，气云会产生聚积、抬升与扰动，所以确定的泄漏点位置存在偏差。
[0003]目前，国内外针对障碍物场景下泄漏气体扩散规律的实验研究较少，且存在有不少缺陷：
[0004](1)对障碍物场景下的气体扩散规律的研究多集中于理论与数值模拟研究。由于气体扩散遇障碍物后，扩散规律复杂且尚不明确，所以大多研究内容均停留在理论及数值模拟研究上。如专利[CN107526905A]公开了一种基于FLUENT的氯气泄漏绕障碍物扩散的研究方法，应用FLUENT软件分析气体遇障碍物的扩散规律研究，无法对真实场景下气体扩散进行描述。
[0005](2)气体浓度测量不全面。大多气体扩散实验均采用多个单点式气体浓度传感器进行气体浓度测量，由于单点式气体浓度传感器仅测量空间某一点的气体浓度，在空间范围内布设分散的传感器不能对整个泄漏空间进行气体浓度测量，即无法全面描述气体扩散进程。如专利[CN109632880B]公开了一种用于水下气体泄漏扩散及燃烧的试验系统，该专利是在障碍物后方阵列布设单点式传感器，无法对气体浓度进行全空间测量。
技术实现思路
[0006]为了克服现有技术存在的上述不足，本技术的目的是提供一种用于研究障碍物场景下泄漏气体扩散规律的实验装置。
[0007]本技术要解决的技术问题是提供一种用于研究障碍物场景下泄漏气体扩散规律的实验装置，可全面监测泄漏空间的气体浓度情况，根据研究需要可分析不同气体遇障碍物时的扩散规律以及不同障碍物(形状、大小等)对气体扩散的影响，整套实验装置可重复使用且工况容易调控。
[0008]本技术的目的至少通过如下技术方案之一实现。
[0009]本技术提供的一种用于研究障碍物场景下泄漏气体扩散规律的实验装置，包括泄放系统和扩散监测系统，所述泄放系统包括供气气瓶、气管、风速风向仪、数据采集模块和工控机，气管和供气气瓶连通，气管的出口位于供气气瓶的顺风向位置并朝向扩散监测系统，所述风速风向仪通过所述数据采集模块和所述工控机连接,工控机用于存储风速
风向数据；
[0010]所述扩散监测系统包括障碍物、气体红外热像仪和多个单点式气体浓度传感器，所述障碍物位于气管的出口的顺风向上，气体红外热像仪的视野可覆盖整个实验装置，气体红外热像仪用以监测实验区域的气体浓度，且所述气体红外热像仪的所处高度可调，在所述障碍物的周围设置有多个单点式气体浓度传感器。
[0011]采用前述方案，泄漏空间中的气体浓度由气体红外热像仪与单点式气体浓度传感器组合探测。气体红外热像仪在某一时刻可监测较大范围的气体浓度数据，但浓度监测结果是监测截面的二维图片。单点式气体浓度传感器在某一时刻只监测某一点的气体浓度数据，在障碍物周围布设单点式气体浓度传感器可补充气体红外热像仪未能监测到的空间位置的气体浓度。采用组合探测方法可获得更接近真实空间的气体浓度分布。通过气体红外热像仪可快速、准确且远距离监测较大范围的气体泄漏，将肉眼不可见的气体泄漏进行可视化呈现。与传统的单点式气体浓度传感器相比，对大面积区域的探测速度可提高9倍。
[0012]进一步地，气管出口放置于供气气瓶迎风面中心线位置。
[0013]进一步地，所述泄放系统还包括减压阀，所述减压阀设置在所述气管上。通过设置减压阀用以确保气体泄放流量可控且稳定。
[0014]进一步地，所述泄放系统还包括流量计，通过设置流量计用以精确调整气体泄漏量，保证实验真实数据与记录数据的一致性。
[0015]进一步地，所述泄放系统还包括止回阀，所述止回阀设置在所述气管上。通过设置止回阀，可以防止气体回流，保障实验安全。
[0016]进一步地，所述扩散监测系统还包括三脚架，所述气体红外热像仪固定在所述三脚架上。通过设置高度可调的三角架，可以便于根据实验需求调整气体红外热像仪所处高度。
[0017]进一步地，所述风速风向仪与所述供气气瓶平行设置。
[0018]进一步地，风速风向仪采用超声波风速风向仪，间隔预设时间来采集环境中的风速风向数据。
[0019]进一步地，所述障碍物位于气管的出口的顺风向中心线上。
[0020]进一步地，在所述障碍物的迎风面中心线、所述障碍物的侧面以及所述障碍物的背风面中心线上均分别设置有所述单点式气体浓度传感器。单点式气体浓度传感器用于测量泄放气体浓度，补充气体红外热像仪未能监测到的空间位置的气体浓度。
[0021]进一步地，在所述障碍物的迎风面中心线上纵向排布有3个单点式气体浓度传感器，在所述障碍物的侧面纵向排布有2个单点式气体浓度传感器，在所述障碍物的背风面中心线上纵向排布有2个单点式气体浓度传感器，每个单点式气体浓度传感器分别检测所处位置的气体浓度。
[0022]进一步地，根据气体属性决定单点式气体浓度传感器的间隔及设置高度。
[0023]进一步地，所述单点式气体浓度传感器固定在可调节三脚架上。
[0024]与现有技术相比，本技术具有如下优点和有益效果：
[0025](1)对障碍物场景下的气体扩散规律进行实验研究，采用缩比实验对气体遇障碍物扩散规律进行研究，障碍物尺寸的选取参考实际化工园区中的储罐、办公楼以及防火堤尺寸，实验获得的数据能够验证此类研究数值模拟方法的可行性及正确性。
[0026](2)气体浓度测量更为全面。气体红外热像仪在某一时刻可快速、准确且远距离监测较大范围的气体浓度数据，将肉眼不可见的气体泄漏进行可视化呈现。与传统的单点式气体浓度传感器相比，对大面积区域的探测速度可提高9倍，但气体红外热像仪的浓度监测结果是监测截面的二维图片。单点式气体浓度传感器在某一时刻只监测某一点的气体浓度数据，在障碍物周围布设单点式气体浓度传感器可补充气体红外热像仪未能监测到的空间位置的气体浓度。采用组合探测方法可更为全面的检测到泄漏空间的气体浓度情况，为后续研究气体遇障碍物扩散规律建立了较好的数据基础。
[0027](3)泄放口到障碍物间的距离可灵活调整，提高了在进行不同实验变量研究的实验效率。一些实验会探究泄漏点到障碍物距离对气体扩散规律的影响，而部分实验设备将泄漏口和障碍物之间的间距设置为固定距离。本技术由于各个组件的连接较为灵活，方便调整泄漏点到障碍物的距离，以此控制实验变量。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明技术实施例或现有技本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于研究障碍物场景下泄漏气体扩散规律的实验装置，其特征在于，包括泄放系统和扩散监测系统；所述泄放系统包括供气气瓶(1)、气管(11)、风速风向仪(5)、数据采集模块(10)和工控机(9)，气管(11)和供气气瓶(1)连通，气管(11)的出口位于供气气瓶(1)的顺风向位置并朝向扩散监测系统，所述风速风向仪(5)通过所述数据采集模块(10)和所述工控机(9)连接；所述扩散监测系统包括障碍物(6)、气体红外热像仪(7)和多个单点式气体浓度传感器(12)，所述障碍物(6)位于气管(11)的出口的顺风向上，所述气体红外热像仪(7)用于监测整个监视区域的气体浓度，且所述气体红外热像仪(7)的所处高度可调，在所述障碍物(6)的周围设置有多个单点式气体浓度传感器(12)。2.根据权利要求1所述的一种用于研究障碍物场景下泄漏气体扩散规律的实验装置，其特征在于，所述泄放系统还包括减压阀(2)，所述减压阀(2)设置在所述气管(11)上。3.根据权利要求1所述的一种用于研究障碍物场景下泄漏气体扩散规律的实验装置，其特征在于，所述泄放系统还包括流量计(3)，流量计(3)设置在所述气管(11)上。4.根据权利要求1所述的一种用于研究障碍物场景下泄漏气体扩散规律的实验装置，其特征在于，所述泄放系统还包括止回阀(4)，所述止回阀(4)设置在所述气管(11)上。5.根据权利要求1所述的一种用于研究障碍物场景下泄...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈国华，胡雪薇，周利兴，李松明，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。