一种大型可燃介质燃爆外场实验平台及测试方法技术

本发明专利技术公开了一种大型可燃介质燃爆外场实验平台及检测方法，涉及实验装置技术领域，包括框架；抑爆装置和惰化装置，带有喷头，可拆卸设于框架的周围；封闭墙，覆盖于框架，与框架共同构筑成燃烧器；进气系统，用于向燃烧器输送高压气体；点火系统，用于点燃燃烧器内的气体；数据采集系统，用于采集燃烧器内的燃烧数据；控制系统，与点火系统和数据采集系统连接；进气系统、点火系统、数据采集系统和控制系统配合抑爆装置和惰化装置共同完成多种燃爆介质在可变初始温度、初始湍流度、多浓度梯度、可变点火位置、不同障碍物的场外爆炸、抑爆和惰化实验；封闭墙封闭框架多个平面，完成不同规格泄爆窗的大型泄爆实验，可燃介质喷射火实验。验。验。

【技术实现步骤摘要】
一种大型可燃介质燃爆外场实验平台及测试方法


[0001]本专利技术涉及实验装置
，具体为一种大型可燃介质燃爆外场实验平台及测试方法。

技术介绍

[0002]随着化学工业的发展，现代化工园区已成为区域经济快速增长的重要支撑。然而，在化工园区的生产过程中，存在着安全隐患。特别是在化工、石油化工、石油炼制以及一些涉及可燃气体的输送、储存、加工和使用的部门，由于可燃气体易燃易爆的性质，氢气、天然气、石油气、甲烷掺氢等储罐和管道的泄漏爆炸事故是安全防范的重要问题。为了确保化工园区生产运营的安全，必须采取有效的安全防范措施。
[0003]在上述领域进行更符合领域实际的大规模研究，需要开发专业实验平台。本专利技术研制的大型可燃介质爆炸场外实验平台适用于研究开敞空间可燃气体云爆炸现象、发生发展规律、灾害模式及防治技术，满足了对大规模可燃介质爆炸的迫切需求。在工程应用中安全使用可燃介质，具有重要的社会意义和经济价值。
[0004]现有的大型燃爆外场实验平台，大多具有以下缺点：进气系统较为单一，难以实现多种气体同时进气；难以实验不同初始条件的燃爆实验；缺乏结构设计，难以实现非均匀浓度气体扩散，难以实现多角度、可移动式的惰化、抑爆实验；综上，现有实验平台针对特定情形的燃爆实验，不能满足综合性实验需求。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种大型可燃介质燃爆外场实验平台及测试方法，通过获取爆炸冲击过程中的超压、高温和热辐射等致灾毁伤效应参数，研究大规模燃爆介质致灾机制及其惰化、阻爆、抑爆技术，为大尺度燃爆致灾模型、灾难预测与防护技术提供研究平台，构筑本质安全设计、安全防护防线。
[0006]本专利技术提供的一种大型可燃介质燃爆外场实验平台，包括：
[0007]框架；
[0008]封闭墙，覆盖于所述框架的5个平面，与所述框架共同构筑成燃烧器；
[0009]进气系统，通过管道与框架连通，用于向框架输送燃爆介质；
[0010]点火系统，滑动设于所述框架底部，用于点火燃爆框架内的燃爆介质；
[0011]数据采集系统，测试探点设于所述框架内部，用于采集框架内燃爆介质的湍流度浓度、温度、压力；
[0012]多个带有喷头的抑爆装置和惰化装置，分别架设在所述框架的周围；所述抑爆装置用于在不同湍流度、气体浓度、初始温度条件下的抑制实验；所述惰化装置用于在不同湍流度、气体浓度、初始温度条件下的惰化实验；
[0013]控制系统，分别与点火系统和数据采集系统连接，控制启闭；
[0014]其中，所述进气系统包括：
[0015]气瓶组，依次通过汇流排和分流阀后与所述框架顶角设置的、设有气路通道的矩形带孔钢板连通，且汇流排出气口处设有减压阀，分流阀分路出口设有阻火器；
[0016]气体循环泵，通过管道与矩形带孔钢板连通；
[0017]气体浓度检测仪，通过管道与矩形带孔钢板和气体循环泵连通。
[0018]进一步的，本专利技术提供的一种大型可燃介质燃爆外场实验平台，还包括分层装置，所述分层装置包括：
[0019]卡槽，水平设于所述框架的一侧壁，是截面为“C”字形的开槽方管，槽口处设有上下两层软橡胶，且所述卡槽内设有卷轴装置；
[0020]带缝横梁，水平设于所述框架上与所述卡槽相对的侧壁上，与所述卡槽开口相对，且所述带缝横梁的缝下端设有活动铁质薄片，缝上端设有固定铁质薄片，固定铁质薄片上设有多个电磁铁；
[0021]两个锲形卡槽，均可拆卸的设于所述卡槽和所述带缝横梁之间，两个所述锲形卡槽的开口相对，开口处设有上下两层的软橡胶，且每个所述锲形卡槽内均设有棒状滑轨；
[0022]聚乙烯薄膜，起始端固定在所述卷轴装置上，两侧绕过棒状滑轨与薄膜固定，末端置于带缝横梁内；
[0023]其中，电磁铁通电时，磁力将上下两端铁质薄片结合在一起，聚乙烯薄膜被固定于铁质薄片中间，断电后电磁铁磁力失效，缝下端的铁质薄片自动脱落，聚乙烯薄膜受到卷轴装置的卷动力开始自动收缩缠绕到卷轴装置上，实现分层薄膜的快速自动抽取。
[0024]进一步的，本专利技术提供的一种大型可燃介质燃爆外场实验平台，还包括：
[0025]加热制冷夹层，搭设在所述框架的外部，所述加热
‑
制冷夹层通过包覆在实验平台主体框架外层密闭薄膜和架体之间的空间形成。
[0026]进一步的，所述点火系统包括：
[0027]点火电极，为可调式双杆钨丝点火电极，滑动设于所述框架底部设置的“米”字形轨道内，且所述点火电极与可调高能点火器接通。
[0028]进一步的，所述数据采集系统包括：
[0029]压力传感器，设于所述框架侧壁上可拆卸连接的搭载钢板内；
[0030]声压传感器，设于所述框架外侧均匀设置的三角支架上的传感器托架内；
[0031]紫外火焰传感器，设于所述框架的顶部；
[0032]气体浓度传感器，设于所述框架的侧部；
[0033]数据采集仪，通过信号调理器与所述压力传感器、所述声压传感器、所述紫外火焰传感器和所述气体浓度传感器。
[0034]进一步的，所述控制系统包括：
[0035]同步控制器，分别与所述可调高能点火器和所述数据采集仪连接，且所述同步控制器还连接有点火开关和高速摄像机，所述高速摄像机与计算机连接。
[0036]进一步的，本专利技术提供的一种大型可燃介质燃爆外场实验平台，还包括：
[0037]电源，与所述同步控制器、所述数据采集仪、所述高速摄像机和所述计算机连接。
[0038]进一步的，所述封闭墙上开设有观察视窗，钢制封闭墙上开设不同大小、形状的窗口面积，可以开展不同规格泄爆窗的大型泄爆实验。
[0039]进一步的，所述抑爆装置和所述惰化装置均滑动设于所述“米”字形轨道内。
[0040]进一步的，本专利技术提供的一种大型可燃介质燃爆外场实验平台的测试方法，包括以下步骤：
[0041]对所述框架覆膜；
[0042]通过所述进气系统向覆膜框架内进气；并在循环管道中多次测定可燃介质浓度；当所述进气系统中的一瓶气体使用完后，关闭对应阀门分流阀，使用所述进气系统中的新气瓶继续进气，直到达到实验所需可燃介质浓度；关闭所述进气系统的所有气瓶；静置所述框架内的可燃介质
‑
空气混合物；
[0043]确保安全后，利用所述点火系统放电点火，所述抑爆装置和所述惰化装置触发动作；
[0044]一组实验完成后，切断所述点火系统，利用所述数据采集系统对高速数采的试验记录进行保存；确认数据保存后，切断电源；使用灭火器对所述框架附近次生火灾进行灭火。
[0045]与现有技术相比，本专利技术提供的一种大型可燃介质燃爆外场实验平台及测试方法，其有益效果是：
[0046]本专利技术的不锈钢金属框架通过外部覆膜形成封闭气体空间，在点爆的瞬间，薄膜快速融化，火焰以球形向外扩张，结合多种传感器、抑爆设备、惰化设备，实现多种燃爆介质在可变本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大型可燃介质燃爆外场实验平台，其特征在于，包括：框架(1)，所述框架(1)的表面覆膜；封闭墙(30)，覆盖于所述框架(1)上，与所述框架(1)共同构筑成燃烧器；进气系统，通过管道与框架(1)连通，用于向框架(1)输送高压燃爆介质；点火系统，滑动设于所述框架(1)底部，用于点火燃爆框架(1)内的高压燃爆介质；数据采集系统，设于所述框架(1)内部，用于采集框架(1)内高压燃爆介质的温度、压力、湍流度及浓度；多个带有喷头的抑爆装置(25)和惰化装置(27)，分别移动架设在所述框架(1)的周围；所述抑爆装置(25)用于在初始温度、湍流度及浓度的条件下进行的抑制燃爆实验；所述惰化装置(27)用于在初始温度、湍流度及浓度的条件下进行的惰化燃爆实现；控制系统，分别与点火系统和数据采集系统电性连接，控制启闭；其中，所述进气系统包括：气瓶组(2)，依次通过汇流排(3)和分流阀(4)后与所述框架(1)顶角设置的、设有气路通道的矩形带孔钢板(20)连通，且汇流排(3)出气口处设有减压阀，分流阀(4)分路出口设有阻火器；气体循环泵(5)，通过管道与矩形带孔钢板(20)连通；气体浓度检测仪(6)，通过管道与矩形带孔钢板(20)和气体循环泵(5)连通。2.如权利要求1所述的一种大型可燃介质燃爆外场实验平台，其特征在于，还包括分层装置(23)，所述分层装置(23)包括：卡槽(3
‑
1)，水平设于所述框架(1)的一侧壁，是截面为“C”字形的开槽方管，槽口处设有上下两层软橡胶(3
‑
5)，且所述卡槽(3
‑
1)内设有卷轴装置(3
‑
2)；带缝横梁(3
‑
8)，水平设于所述框架(1)上与所述卡槽(3
‑
1)相对的侧壁上，与所述卡槽(3
‑
1)开口相对，且所述带缝横梁(3
‑
8)的缝下端设有活动铁质薄片(3
‑
10)，缝上端设有固定铁质薄片(3
‑
9)，固定铁质薄片(3
‑
9)上设有多个电磁铁(3
‑
11)；两个锲形卡槽(3
‑
6)，均可拆卸的设于所述卡槽(3
‑
1)和所述带缝横梁(3
‑
8)之间，两个所述锲形卡槽(3
‑
6)的开口相对，开口处设有上下两层的软橡胶，且每个所述锲形卡槽(3
‑
6)内均设有棒状滑轨(3
‑
7)；聚乙烯薄膜(3
‑
4)，起始端固定在所述卷轴装置(3
‑
2)上，两侧绕过棒状滑轨(3
‑
7)与薄膜固定，末端置于带缝横梁(3
‑
8)内；其中，电磁铁(3
‑
11)通电时，磁力将上下两端铁质薄片(3
‑
10)结合在一起，聚乙烯薄膜(3
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王秋红，彭斌，高伟，毕明树，邓军，罗振敏，陈建邑，万洪祥，李艳超，薛云帆，赵东，朱磊磊，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：