一种激波管式可燃气体爆炸实验装置及其试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种激波管式可燃气体爆炸实验装置，包括同轴线且首尾相连设置的爆轰管

【技术实现步骤摘要】
一种激波管式可燃气体爆炸实验装置及其试验方法


[0001]本专利技术涉及试验设备
，具体涉及一种激波管式可燃气体爆炸实验装置及其试验方法
。

技术介绍

[0002]目前，我国已建成由跨境管线
、
主干线与区域联络线
、
省内城际管线
、
城市配气网与大工业直供管线构建的全国性天然气管网，已初步形成“横跨东西
、
纵贯南北
、
联通境外
"
的格局
。
燃气管道爆炸所带来的的危害主要是由于物理爆炸和化学爆炸发生后所产生爆轰波引起的，确定燃气的爆压
、
爆速
、
以及爆轰波在空气中的传播规律对于燃气管道事故的安全预防以及后效事故的防护具有重要意义
。
[0003]目前对于燃气管道爆轰波的试验研究主要采用全尺寸燃气管道进行现场爆破
。
文献
1(
伍奕
,
杨明
,
谢萍
.
高压天然气管道物理爆炸空气冲击波毁伤研究
[J].
安全与环境学报
,2018,18(06):2163
‑
2166.)
为测得燃气管道的冲击波压力时程曲线及超压峰值分布，采用试验采用
X90
钢材
、OD1219 mm
口径，管道外径
1219mm
，壁厚
16.3mm
，管道总长为/>430m
，总容积约
475m3
的天然气管道进行全尺寸试验
。
试验方法虽然准确性高，但对于大多数从事相关研究的学者来说，不仅受到场地
、
实验对象等条件的限制，而且还需要耗费巨大的物力和财力，同时容易引发安全隐患，实际操作比较困难
。
除此之外，该类型全尺寸仿真试验对象为一次性消耗品，无法重复利用，这对于多种工况的变更，以及试验成本较为不利
。
这种局限性使得它在日常的科研
、
教学工作中应用较少
。
如何设计一种安全
、
成本低廉
、
易于操作的装置去研究不同条件下燃气管道爆炸爆轰波特性装置是丞待解决的问题
。

技术实现思路

[0004]有鉴于此为解决上述问题，本专利技术提供一种激波管式可燃气体爆炸实验装置及其使用方法，可用来研究不同天然气含量
、
不同温度下
、
不同压力下天然气爆炸的爆速
、
爆压
、
冲击波波形特征及冲击波在空气中的传播衰减规律
。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供：
[0006]一种激波管式可燃气体爆炸实验装置，包括同轴线且首尾相连设置的爆轰管
、
传播管，所述传播管的尾部出气端位置连接有消声吸能装置，所述爆轰管的进气端设置有空气进气口
、
可燃气进气口，所述爆轰管上设置有用于引爆内部可燃气体的点火装置，所述爆轰管
、
传播管连接位置处设置有隔离膜
、
密闭橡胶垫；所述隔离膜将爆轰管
、
传播管的管腔隔离，所述爆轰管上还开设有用于平衡大气压的排气孔
。
[0007]为了进一步优化本专利技术，可优先选用以下技术方案：
[0008]优选的，所述爆轰管体的材料采用无缝钢管
、
有机玻璃，其中爆轰管体为圆型
、
方型中的一种，所述爆轰管体最大抗压能力不小于爆炸极限压力值的3倍
。
[0009]优选的，所述隔离膜的抗压能力为爆轰管内混合气体压力的1～2倍，所述爆轰管上还设置有用于监测爆轰管的管体内气体浓度的甲烷浓度检测仪
、
用于监测爆轰管的管体
内气体温度的温度传感器，所述爆轰管
、
传播管上均设置有用于监测爆轰管的管体内气体压力的动态压力记录仪
。
[0010]优选的，所述点火装置可拆卸设置在爆轰管一端，所述点火装置包括点火针
、
起火控制终端，所述点火装置的点火针深入爆轰管的管体，所述点火针的伸入深度值为爆轰管的管体直径
0.3
‑
0.5
倍，所述甲烷浓度检测仪
、
温度传感器设置在爆轰管的管体内中部位置，所述动态压力记录仪均布于爆轰管
、
传播管上，所述点火针的控制端与起火控制终端电连接
。
[0011]优选的，所述爆轰管的进气端设置有三通连接头，所述空气进气口
、
可燃气进气口设置在三通连接头上，所述可燃气进气口通过质量流量计连接有液化气罐，所述空气进气口通过质量流量计连接有空气压缩机
。
[0012]优选的，还包括吸震底座，所述吸震底座上对应爆轰管
、
传播管位置设置有吸震支架，所述吸震支架包括支撑柱，所述支撑柱顶部设置有用于承托爆轰管
、
传播管的环形管槽，所述环形管槽内设置有软质橡胶垫，所述吸震底座上对应支撑柱底部位置活动设置有吸震阻尼台，所述吸震底座对应吸震阻尼台底部位置设置有多个空气阻尼器，所述吸震底座上对应吸震阻尼台位置设置有导向机构
。
[0013]一种使用激波管式可燃气体爆炸实验装置的方法，包括以下步骤：
[0014]S1
：将激波管式可燃气体爆炸实验装置组装完毕，使用空气测试质量流量计
、
温度传感器
、
压力传感器等试验设备是否正常工作，并检查试验管道的密封性；
[0015]S2
：根据试验要求，安装隔离膜密封
、
密闭橡胶垫，通过法兰将两段管道连接，在连接的过程中，要保证隔离膜完整无损，密封严实不漏气；
[0016]S3
：将液化气罐的甲烷气体通过软管连接质量流量计的进气端，质量流量计的出气端通过软管连接三通管；将空气压缩机的出气口通过软管连接另一台质量流量计的进气端，质量流量计的出气端通过软管与三通的另一个通道连接；
[0017]S4
：将各部分构件组装完成后，打开排气孔使爆轰管中的空气与大气压平衡；设置质量流量计的输气速度，使通过质量流量计后气体的混合浓度符合试验要求；通过甲烷浓度检测仪检测甲烷浓度，当浓度符合要求时，同时关闭排气孔和进气孔；如果进行有压试验，打开进气孔，通过压力计监测气体压力，达到要求后关闭进气孔；
[0018]S5
：打开数据采集仪，需要摄像的打开高速摄像机并调整好角度，然后通过点火装置点火引爆混合爆炸气体；爆轰结束后，打开排气孔泄压
。
爆轰试验过程中，通过爆轰管道和传播管道的上压力传感器以及温度传感器记录下管内实时温度变化
、
爆轰波传播情况即可研究燃气的爆压<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种激波管式可燃气体爆炸实验装置，其特征在于：包括同轴线且首尾相连设置的爆轰管
、
传播管，所述传播管的尾部出气端位置连接有消声吸能装置，所述爆轰管的进气端设置有空气进气口
、
可燃气进气口，所述爆轰管上设置有用于引爆内部可燃气体的点火装置，所述爆轰管
、
传播管连接位置处设置有隔离膜
、
密闭橡胶垫；所述隔离膜将爆轰管
、
传播管的管腔隔离，所述爆轰管上还开设有用于平衡大气压的排气孔
。2.
根据权利要求1所述的一种激波管式可燃气体爆炸实验装置，其特征在于：所述爆轰管体的材料采用无缝钢管
、
有机玻璃，其中爆轰管体为圆型
、
方型中的一种，所述爆轰管体最大抗压能力不小于爆炸极限压力值的3倍
。3.
根据权利要求1所述的一种激波管式可燃气体爆炸实验装置，其特征在于：所述隔离膜的抗压能力为爆轰管内混合气体压力的1～2倍，所述爆轰管上还设置有用于监测爆轰管的管体内气体浓度的甲烷浓度检测仪
、
用于监测爆轰管的管体内气体温度的温度传感器，所述爆轰管
、
传播管上均设置有用于监测爆轰管的管体内气体压力的动态压力记录仪
。4.
根据权利要求1所述的一种激波管式可燃气体爆炸实验装置，其特征在于：所述点火装置可拆卸设置在爆轰管一端，所述点火装置包括点火针
、
起火控制终端，所述点火装置的点火针深入爆轰管的管体，所述点火针的伸入深度值为爆轰管的管体直径
0.3
‑
0.5
倍，所述甲烷浓度检测仪
、
温度传感器设置在爆轰管的管体内中部位置，所述动态压力记录仪均布于爆轰管
、
传播管上，所述点火针的控制端与起火控制终端电连接
。5.
根据权利要求1所述的一种激波管式可燃气体爆炸实验装置，其特征在于：所述爆轰管的进气端设置有三通连接头，所述空气进气口
、
可燃气进气口设置在三通连接头上，所述可燃气进气口通过质量流量计连接有液化气罐，所述空气进气口通过质量流量计连接有...

【专利技术属性】
技术研发人员：任磊，程建华，严文荣，王辉，何况，崔超，王庭辉，孟凡立，周凤印，叶亚齐，丁帅东，武坤鹏，顿志林，张永胜，李湖均，郭亚鹏，
申请(专利权)人：河南理工大学北京城建设计发展集团股份有限公司中铁十六局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：