CN208621438U - 泄爆火焰诱发蒸气云***的测试*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型泄爆火焰诱发蒸气云***的测试***涉及的是一种研究泄爆火焰诱发蒸气云***的测试设备。包括配气装置、点火装置、***装置、数据采集处理装置、高速数字摄像机和配套的蒸气云模拟装置。所述的配气装置包括可燃气体气源、配气气源和配气罐；点火装置包括点火器，点火器安装在***装置上；所述的数据采集处理装置包括安装在所述的圆柱形容器上的压力传感器、火焰传感器、信号放大器、数据采集仪、计算机和压力传感器；火焰传感器与信号放大器的输入端相连，信号放大器的输出端与数据采集仪的输入端相连，数据采集仪的输出端与计算机相连；***装置安装在配气装置与数据采集处理装置之间。
Description
技术领域
本实用新型泄爆火焰诱发蒸气云***的测试***涉及的是一种研究泄爆火焰诱发蒸气云***的测试设备。
背景技术
在工业生产过程中，圆柱形容器单独使用或者组合使用的情况极为普遍，若反应失控或容器存在缺陷，会引发火灾***等事故，造成人员财产损失。在圆柱形容器泄爆过程中，由于不同工艺过程，容器的尺寸，反应器连接时的结构尺寸、与蒸气云之间距离、蒸气云的大小往往也不同，事故的危险程度也会因此而不同。
目前已有的研究成果实验条件千差万别，缺乏***性，无法对实验数据进行统计分析。通常使用模拟实验数据或传统理论计算模型指导的容器抗爆和泄爆安全设计以及蒸气云安全距离的设定。
因此，需要研制一套可以***研究泄爆火焰诱发蒸气云***的测试***，开展各种结构和尺寸条件下泄爆火焰诱发蒸气云***过程的实验与理论研究，揭示泄爆火焰诱发蒸气云***的规律，对蒸气云***强度进行预测，对于有效地预防和控制此类灾害性事故具有重要的理论价值和实际意义，研究成果将为工业容器泄爆过程中对周围蒸气云进行隔爆、抑爆等安全技术提供依据。
发明内容
本实用新型目的是针对现有的泄爆火焰测试装置不能***地研究一系列结构尺寸条件下泄爆火焰诱发蒸气云***时的特性，而且研究结果不具广泛性、无法应用于解决实际工况问题的问题，提供一种泄爆火焰诱发蒸气云***的测试***，是一种可以***全面地研究泄爆火焰诱发蒸气云***的测试***。
本实用新型泄爆火焰诱发蒸气云***的测试装置采取以下技术方案实现：
泄爆火焰诱发蒸气云***测试***包括配气装置、点火装置、***装置、数据采集及处理装置和高速数字摄像机。
所述的配气装置包括可燃气体气源、配气气源和配气罐，配气罐的输入端分别与可燃气体气源及配气气源相连，配气罐的另一路输出与***装置的输入口相连通。
所述的点火装置包括点火器，点火器安装在***装置上，所述的点火器采用电子点火器（电火花点火）。根据点火器安装位置的不同，可以实现不同位置的点火；根据进入容器深度的不同，可以实现容器的壁面点火和中心点火两种形式的点火。
所述的数据采集处理装置包括安装在所述的圆柱形起爆容器上的压力传感器、火焰传感器、信号放大器、数据采集仪、计算机和压力传感器；火焰传感器、与信号放大器的输入端相连，信号放大器的输出端与数据采集仪的输入端相连，数据采集仪的输出端与计算机相连。
所述的***装置安装在配气装置与数据采集处理装置之间，***装置包括圆柱形起爆装置、蒸气云模拟装置。圆柱形起爆装置设置有圆柱形起爆容器，圆柱形起爆容器之间均可以通过法兰自由对接。
所述的高速数字摄像机用于拍摄容器内可燃气体***时的火焰，高速数字摄像机镜头正对需要监测位置的观察段，高速数字摄像机输出端与计算机相连。
所述的圆柱形起爆容器均有多种尺寸规格，用于进行可燃气体在不同尺寸或形状的容器中的泄爆特性及其对蒸气云***的诱发作用的研究。
所述的***装置的各个部分通过改变圆柱形起爆容器以及相互间的连接结构，方便地进行连接组合，从结构和形状尺寸以及与蒸气云的距离三方面研究泄爆火焰诱发蒸气云***。
所述的圆柱形起爆容器按照长径比（长度与内径之比）分别为2:1和1:1两种。长径比为2:1的圆柱形起爆容器体积为11L—113L，优选体积分别为：11L、55L、113L。长径比（长度与内径之比）为1：1的圆柱形起爆容器体积为11L—113L，优选体积分别为：11L、55L、113L。
所述的圆柱形起爆容器设置有高强度有机玻璃观察段，用于高速数字摄像机拍摄气体***时的火焰图像。圆柱形起爆容器上共有5处观察段，分别位于圆柱形容器主体的上、中、下部分，竖直导管处、水平导管处。
在圆柱形起爆容器上均设有点火器接口、传感器接口、进出气口。圆柱形起爆容器有3处点火器接口，分别位于容器的上中下3处；多处点火器接口可以实现在容器不同位置点火，研究泄爆火焰诱发蒸气云***的特性。传感器包括压力传感器和火焰传感器。圆柱形起爆容器的特征位置均布有传感器接口，可以实现对***装置特征位置处可燃气体***特性的***性监测。特征位置包括：引出导管与圆柱形起爆容器结合处、球形容器肩部、球形容器水平最大轮廓处、圆柱形起爆容器肩部、圆柱形起爆容器上部和下部。进出气口用于充放可燃预混气体、容器吹扫以及预混气体的循环，采用下进上出或左进右出的循环模式，保证可燃气体混合均匀。
圆柱形起爆容器下方采用稳定钢架支撑，并安装万向轮，方便容器的相互组合。
所述的蒸气云模拟装置用于模拟蒸气云在泄爆火焰诱发下的***状况，并通过调整蒸气云与泄爆火焰的距离研究各种工况下的安全距离。
所述的蒸气云模拟装置包含可任意调节的导轨以及用于安装蒸气云薄膜的钢制底座。该导轨底部安装有挂钩，方便与***装置进行连接与固定；钢制底座包含4个不同尺寸的卡槽，用于配合不同尺寸的薄膜来模拟不同尺寸的蒸气云。
所述的蒸气云模拟装置中所使用的半球形薄膜为聚氯乙烯，厚度均为0.05 mm，直径有0.2 m、0.4 m、0.6 m、0.8 m和1 m 等5种尺寸。所对应底板的材料为16Mn钢，底板上相应位置有点火器与压力传感器的安装接口。底板背部安装有四个滑轮，可嵌入轨道中。
所述的点火装置，该点火装置为高能电子点火器（型号：XDH-6L），点火能量为6J，这种装置点火速度快、操作方便。通过订制不同长度的点火枪，可以实现在容器中心点火和壁面点火。
所述的高速数字摄像机，该高速数字摄像机影像采集装置（型号：Phantom V7.3）的最高分辨率＠拍摄速率：800×600＠6688帧/秒；最高拍摄速率＠分辨率：190476 帧/秒＠32×8；最小曝光时间：2μs；像素数：480000；通讯接口：千兆以太网；灵敏度（ISO-12232SAT）：4800（黑白）；1200（彩色）；镜头：尼康 AF Zoom 80-200mm f/2.8D ED；软件触发；帧同步：独立FSYNC BNC同步端口，支持内部时钟源、外部时钟源、IRIG-8时间码及移相IRIG-B。
数据采集处理装置，该数据采集装置主要由安装在所述的***装置中的压力传感器、火焰传感器、信号放大器、数据采集仪及计算机组成，压力传感器和火焰传感器与信号放大器的输入端相连，信号放大器的输出端与数据采集仪的输入端相连，数据采集仪的输出端与计算机相连。同时由高速数字摄像机拍摄***装置内***火焰流场图像，高速数字摄像机的输出端与计算机相连。
所述的配气罐的输入端与配气仪(型号可为GH-1)的输出端相连，配气仪的输入端分别与可燃气体气源及配气气源相连。
所述的配气气源为洁净空气。所述的可燃气体气源采用甲烷、丙烷、乙烯和液化气等。
所述的各装置，除内部形状、尺寸不同外，外部连接处均可以通过标准法兰自由连接。
泄爆火焰诱发蒸气云***的测试***的测试方法如下：
本实用新型的实验、测试操作过程为：
一、首先根据实验需要，确定***装置的结构形式、尺寸，选择合适的起爆容器、蒸气云薄膜的尺寸进行组合；
二、根据泄爆火焰诱发蒸气云***测试***，组装***装置和实验仪器，连接装配好配气装置、***装置和数据采集处理装置，布置好高速数字摄像机位置，检查各种部件的线路，并确保连接良好，检查装置气密性；
检查装置气密性的操作如下：
1.关闭圆柱形起爆容器的连接法兰、进气阀，安装压力传感器于压力传感器接口中；
2.打开配套数据采集仪，配置好压力传感器参数，点击开始进行压力数据的采集；
3.打开真空泵，对起爆容器内进行抽真空操作；
4.待数据采集仪中压力数据持续30S不变动时，关闭真空泵的电源。观察数据采集仪中压力数据的变化；
5.若压力数据持续30S内变化幅度不超过0.0001MP，则认为容器气密性良好；
6.反之则重新连接各仪器，重新进行步骤1-5操作；
三、连接配气装置导管于起爆容器上的进气口，打开进气口前的截止阀与起爆容器连接法兰。打开计算机上配气仪控制程序，先调至空气选项，按开始按钮使用空气对起爆容器进行吹扫操作约1min。停止空气进气，关闭截止阀并封闭连接法兰；
四、打开配套数据采集仪，配置好压力传感器参数，点击开始进行压力数据的采集。打开打开截止阀，启动真空泵对起爆容器进行抽真空操作，使其抽真空至负压-0.006MPa，控制各电磁阀开启，向起爆容器中缓慢输送预混可燃气体，容器内的压力传感器开始接收压力信号，根据实验压力情况，设定压力值；
五、清理人员至安全区域，静置实验装置，使预混可燃气体混合均匀，随后启动点火装置引爆气体，由***压力传感器和火焰传感器测试气体***特性的相关信号，经过信号放大器放大，并将信号传递给数据采集仪，进行数据的采集、处理，数据采集仪的输出端将采集、处理的数据传送到计算机进行进一步处理、分析、显示，并存储；高速数字摄像机拍摄***时火焰情况信号数据，传送到计算机进行进一步处理、分析、显示，并存储；
六、实验结束后，点击数据采集仪停止按键，停止数据的采集，并打扫实验现场。
本实用新型的测试装置可以改变容器的尺寸以及相互间不同的连接形式，并配合蒸气云模拟装置中的导轨调节蒸气云与泄爆火焰的距离，或通过安装不同尺寸的薄膜模拟不同尺寸的蒸气云，形成不同的***装置，与配气装置、数据采集及处理装置进行连接，通过安装在***装置上的压力传感器、火焰传感器和高速数字摄像机，测得容器上各特征位置的气体***特性参数数据：***压力、***温度、火焰传播速率和火焰图像；通过对实验测得的特性参数数据进行***全面地分析和统计，研究气体***过程中湍流、射流火焰、***波反射与能量变化等动力学特征，以及这些特征对于泄爆火焰诱发蒸气云***的***强度、安全距离等的影响，分析探索结构尺寸变化过程中泄爆火焰对于蒸气云***诱发作用的变化，揭示容器结构尺寸以及距蒸气云的距离、蒸气云尺寸、各蒸气云团间距等对泄爆火焰诱发蒸气云***的影响机制，同时还可以为绘制各种条件下泄爆***强度计算图表提供基础数据。本实用新型也可以为工程上气体泄爆、蒸气云防爆安全设计以及***安全防护提供理论支撑和重要依据。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型的泄爆火焰诱发蒸气云***的实验装置结构清晰合理、***性强，操作方便、功能强大，自动化程度高。
1、本实用新型包括了一系列的几何形状、尺寸的容器，容器可以组合成不同的结构，点火位置分布全面，传感器布置全面合理，可以研究可燃气体在不同结构和尺寸条件下的泄爆火焰对于蒸气云的诱导作用，以及蒸气云与泄爆火焰距离对其诱导作用的影响，获得全面的实验数据；
2、本实用新型可以用于研究可燃气体在容器中***过程中湍流、射流火焰、***波反射与能量变化等动力学特征以及气体流动、***波、***火焰和蒸气云***参数之间的关系；
3、本实用新型可以为揭示结构尺寸等变化引起的泄爆火焰对蒸气云***的影响机制和绘制各种结构几何条件下气体***泄爆火焰诱发蒸气云***强度计算图表***地提供足够的基础理论数据；
4、本实用新型可广泛用于化工生产中典型尺寸参数影响下可燃气体***火焰泄爆危险性分析，用于反应容器的泄爆、抗爆安全设计、，防止重特大***事故的发生，带来显著的社会与经济效益。
附图说明
以下将结合附图对本实用新型作进一步的说明：
图1是本实用新型的***结构示意图；
图2是本实用新型的圆柱形容器结构主视图；
图3是本实用新型的整体连接示意图；
图4是本实用新型的配套蒸气云模拟装置示意图；
图5是本实用新型的配套蒸气云底座示意图。
具体实施方式
参照附图1～5，泄爆火焰诱发蒸气云***测试***包括配气装置、点火装置、***装置（包含配套蒸气云模拟装置）、数据采集及处理装置和高速数字摄像机。
所述的配气装置包括可燃气体气源6、配气气源7和配气罐，配气罐的输入端分别与可燃气体气源及配气气源相连，配气罐的另一路输出与***装置的输入口相连通。
所述的点火装置2包括点火器，点火器安装在***装置上，所述的点火器采用电火花点火。根据点火器安装位置的不同，可以实现不同位置的点火；根据进入容器深度的不同，可以实现容器的壁面点火和中心点火两种形式的点火。
所述的数据采集处理装置包括安装在所述的圆柱形起爆容器2上的压力传感器、火焰传感器、信号放大器、数据采集仪及计算机5组成，压力传感器、火焰传感器与信号放大器的输入端相连，信号放大器的输出端与数据采集器的输入端相连，数据采集器的输出端与计算机相连。
所述的***装置安装在配气装置与数据采集处理装置之间，***装置3包括圆柱形起爆装置3-1、蒸气云模拟装置3-2。圆柱形起爆装置3-1设置有圆柱形起爆容器3-1-1，圆柱形起爆容器3-1-1之间均可以通过法兰3-1-6自由对接。
所述的蒸气云模拟装置3-2包含可任意调节的导轨3-2-1以及用于安装蒸气云薄膜3-2-5的钢制底座3-2-6。该导轨3-2-1底部安装有挂钩3-2-2，方便与圆柱形起爆装置3-1进行连接与固定；钢制底座3-2-6包含5个不同尺寸的环形卡槽3-2-8，用于配合不同尺寸的薄膜来模拟不同尺寸的蒸气云。导轨3-2-1底部装有支架3-2-3，支架3-2-3下部装有万向轮3-2-4。所述的环形卡槽3-2-8宽度为3mm,深度为5mm，直径分别100cm、90cm、80cm、70cm、60cm。（见图5）
所述的配套蒸气云模拟装置3-2用于模拟蒸气云在泄爆火焰诱发下的***状况，并通过调整蒸气云与泄爆火焰的距离研究各种工况下的安全距离。
所述的蒸气云模拟装置3-2中所使用的蒸气云薄膜3-2-5为半球形薄膜3-2-5，采用聚氯乙烯，厚度均为0.05 mm，直径有0.2 m、0.4 m、0.6 m、0.8 m和1 m 等5种尺寸。所对应底板的材料为16Mn钢，底板3-2-6上相应位置有点火器安装接口3-2-9与压力传感器安装接口3-2-10。底板3-2-6背部安装有四个滑轮3-2-7，可嵌入轨道中。
所述的轨道3-2-1为U 型，可供蒸气云模拟装置的底座3-2-6与滑轮3-2-7嵌入，从而调整底座间的距离。轨道3-2-1下部为钢制支架3-2-3，支架3-2-3底部安装有可刹死的万向轮3-2-4与锁扣，以便和圆柱形起爆容器3-1-1相连接。（见附图4）
所述的高速数字摄像机用于拍摄容器内可燃气体***时的火焰，其镜头正对需要监测位置的观察段，输出端与计算机相连。
所述的圆柱形起爆容器3-1-1的特殊位置处均有高强度有机玻璃观察段，用于高速数字摄像机拍摄气体***时的火焰图像。圆柱形起爆容器 3-1-1上共有5处观察段3-1-8，分别位于圆柱形起爆容器主体的上、中、下部分，竖直导管处、水平导管处。
在圆柱形起爆容器上均设有点火器接口、传感器接口、进出气口。圆柱形起爆容器有3处点火器接口3-1-9，分别位于容器的上中下3处。多处点火器接口3-1-9可以实现在容器不同位置点火，研究点火位置对泄爆火焰诱发蒸气云***的影响。传感器包括压力传感器和火焰传感器。容器和蒸气云模拟装置的特征位置均布有传感器接口，可以实现对***装置特征位置处可燃气体***特性的***性监测。特征位置包括：引出导管与容器结合处圆柱形起爆容器肩部、圆柱形起爆容器上部和下部左中右三部分两端封闭法兰中心、蒸气云后方前方两部分。进出气口用于充放可燃预混气体、容器吹扫以及预混气体的循环，采用下进上出或左进右出的循环模式，保证可燃气体混合均匀。
参照附图1，所述的配气装置包括可燃气体气源6、配气气源7、配气罐、电磁阀一8、电磁阀二9、电磁阀三12、电磁阀四16、流量计10、气体单向阀11、恒流控制器13、压力开关14、截止阀一17、截止阀二15和真空泵1。所述的配气气源为洁净空气。所述的可燃气体气源采用甲烷、丙烷、乙烯和液化气等。可燃气体气源、配气气源分别通过电磁阀一8、电磁阀二9、流量计10、气体单向阀11与电磁阀三12相连通，混合后经过恒流控制器13、压力开关14控制，送入配气罐进一步配气混合，打开截止阀二15，启动真空泵，***装置的圆柱形起爆容器中的空气经过真空泵1抽吸、排气，使***装置的容器内形成负压状态，关闭截止阀二15，打开截止阀一17、通过控制室控制可编程控制器控制打开电磁阀四16，配气罐内可燃气体与空气混合气体，进入***装置的容器内，使其达到设定压力，通过控制室控制可编程控制器控制关闭电磁阀四16、关闭截止阀一17，***装置可进入下一步点火***测试程序。所述的恒流控制器13采用市售恒流控制器。所述的压力开关14采用市售压力开关。
参照附图2，所述的***装置的圆柱形起爆装置3-1设置有进气口3-1-2、出气口3-1-3、点火器接口3-1-9、压力传感器接口3-1-4、3-1-12、火焰传感器接口3-1-13，进气口3-1-2通过截止阀与配气装置相连，点火器接口3-1-9安装有点火器，压力传感器接口3-1-4、3-1-12中安装有压力传感器，圆柱形起爆装置3-1可通过连接管3-1-7与法兰3-1-6自由对接。在圆柱形起爆容器3-1-1上设置有观察段3-1-8。圆柱形起爆容器3-1-1安装在稳定钢架3-1-10支撑，在稳定钢架3-1-10下部装有万向轮3-1-11，方便容器的相互组合。所述的圆柱形起爆容器3-1-1安装有压力表3-1-5，可指示圆柱形起爆容器3-1-1内压力。
圆柱形起爆容器3-1-1下方采用稳定钢架支撑3-1-10，并安装万向轮3-1-11，方便容器的相互组合。钢架底部安装挂钩，可以与蒸气云模拟装置3-2中的导轨3-2-1底部挂钩相连接，方便两者的相互组合。
参照附图3，所述蒸气云模拟装置与圆柱形起爆装置连接示意图中，圆柱形起爆装置3-1通过底部支架上的挂钩3-2-2与蒸气云模拟装置3-2链接。两装置底部均设有万向轮，蒸气云模拟装置3-2主要由导轨3-2-1、底座3-2-6以及薄膜3-2-5组成。
所述的点火装置，该点火装置为高能电子点火器（型号：XDH-6L），点火能量为6J，这种装置点火速度快、操作方便。通过订制不同长度的点火枪，可以实现在容器中心点火和壁面点火。
所述的高速数字摄像机，该高速数字摄像机影像采集装置（型号：Phantom V7.3）Phantom V7.3）的最高分辨率＠拍摄速率：800×600＠6688帧/秒；最高拍摄速率＠分辨率：190476 帧/秒＠32×8；最小曝光时间：2μs；像素数：480000；通讯接口：千兆以太网；灵敏度（ISO-12232 SAT）：4800（黑白）；1200（彩色）；镜头：尼康 AF Zoom 80-200mm f/2.8D ED；软件触发；帧同步：独立FSYNC BNC同步端口，支持内部时钟源、外部时钟源、IRIG-8时间码及移相IRIG-B。
数据采集处理装置4，该数据采集装置主要由安装在所述的***装置3中的压力传感器、火焰传感器、信号放大器、数据采集仪及计算机5组成，压力传感器和火焰传感器与信号放大器的输入端相连，信号放大器的输出端与数据采集仪的输入端相连，数据采集仪的输出端与计算机相连。同时由高速数字摄像机拍摄***装置内***火焰流场图像，高速数字摄像机的输出端与计算机相连。
所述的压力传感器采用高频压力变送器（型号：HM90-H3-2）。所述的火焰传感器采用CKG100火焰传感器。所述的与高频压力变送器、火焰传感器配套使用的数据采集仪为16通道的DEWESoftTM型数据采集仪，单通道采样率为200 kS/s，分辨率为24-bit。该采集仪的配套软件为DEWESoft X2版分析软件。所述的信号放大器采用XAS型传感器信号放大器。所述的计算机采用惠普（HP）Z240SFF(W1Y28PA)。
所述的配气罐的输入端与配气仪(型号可为GH-1)的输出端相连，配气仪的输入端分别与可燃气体气源及配气气源相连。
所述的配气气源7为洁净空气。所述的可燃气体气源6采用甲烷、丙烷、乙烯和液化气等。
所述的各装置，除内部形状、尺寸不同外，外部连接处均可以通过标准法兰自由连接。
下面结合附图和实例对本实用新型作进一步的说明。
一种研究泄爆火焰诱发蒸气云***的测试***，它主要由配气装置、***装置、点火装置、高速数字摄像机、数据采集处理装置和蒸气云模拟装置及其配套轨道组成，如图所示。
其中的配气装置（如图所示）包括配气罐，配气罐的输入端分别与可燃气体气源（可采用气瓶或直接与气体发生装置相连）及配气气源（可为洁净空气或其它惰性气体）相连，为了准确控制可燃气体与所配的配气（空气）的混合量，可在配气罐的输入端前安装一个配气仪(型号可为GH-1)，配气仪的输入端分别与可燃气体气源及配气气源相连，具体实施时还可根据控制要求在配气管路上安装相应的流量计、电动气阀、单向阀等电控元件以提高控制的自动化水平。
***装置的进气端与配气仪出气端相连，充气结束后关闭进气阀，开启空气循环泵使可燃预混气体混合均匀。各传感器接入对应位置，连接到控制器中，传感器接口不使用时使用螺栓进行密封。容器相互间用法兰连接。
由于本实用新型专利是研究泄爆火焰诱发蒸气云***的测试装置，因此本实用新型专利通过实验***中容器、轨道的拆卸组合，可以完成两部分的研究：泄爆火焰诱发单个蒸气云***的影响因素与泄爆火焰诱发多个蒸气云***的影响因素。这两方面的研究主要考虑圆柱形容器长径比变化，接管的容器变化，蒸气云与泄爆火焰距离，充入气体种类，多个蒸气云之间间距如何等因素。
本实用新型的测试装置可以改变容器的尺寸以及相互间不同的连接形式，并配合蒸气云模拟装置中的导轨调节蒸气云与泄爆火焰的距离，或通过安装不同尺寸的薄膜模拟不同尺寸的蒸气云，形成不同的***装置，与配气装置、数据采集及处理装置进行连接，通过安装在***装置上的压力传感器、火焰传感器和高速数字摄像机，测得容器上各特征位置的气体***特性参数数据：***压力、***温度、火焰传播速率和火焰图像；通过对实验测得的特性参数数据进行***全面地分析和统计，研究气体***过程中湍流、射流火焰、***波反射与能量变化等动力学特征，以及这些特征对于泄爆火焰诱发蒸气云***的***强度、安全距离等的影响，分析探索结构尺寸变化过程中泄爆火焰对于蒸气云***诱发作用的变化，揭示容器结构尺寸以及距蒸气云的距离、蒸气云尺寸、各蒸气云团间距等对泄爆火焰诱发蒸气云***的影响机制。
具体分析方法
通过上述具体的测试方案，可以得到不同结构尺寸中不同点火条件下容器中不同位置的气体***特性参数数据。通过***地分析实验测得的数据，揭示尺寸效应对气体***特性的影响规律和机理。
分析计算气体***特性参数数据时，主要包括***冲击波传播过程中的过程参数和特征参数。
泄爆火焰诱发蒸气云***的测试***的测试方法如下：
本实用新型的实验、测试操作过程为：
一、首先根据实验需要，确定***装置的结构形式、尺寸，选择合适的起爆容器、蒸气云薄膜的尺寸进行组合；
二、根据图1泄爆火焰诱发蒸气云***测试***，组装***装置和实验仪器，连接装配好配气装置、***装置和数据采集处理装置，布置好高速数字摄像机位置，检查各种部件的线路，并确保连接良好，检查装置气密性；
检查装置气密性的操作如下：
1、关闭圆柱形起爆容器的连接法兰3-1-6、进气阀3-1-2，安装压力传感器于压力传感器接口3-1-4或3-1-12中；
2、打开配套数据采集仪，配置好压力传感器参数，点击开始进行压力数据的采集；
3、打开真空泵1，对起爆容器3-1-1内进行抽真空操作；
4、待数据采集仪中压力数据持续30S不变动时，关闭真空泵1的电源。观察数据采集仪中压力数据的变化；
5、若压力数据持续30S内变化幅度不超过0.0001MP，则认为容器气密性良好；
6、反之则重新连接各仪器，重新进行步骤1-5操作；
三、连接配气装置导管于起爆容器3-1-1上的进气口3-1-2，打开进气口前的截止阀17与起爆容器连接法兰3-1-6。打开计算机上配气仪控制程序，先调至空气选项，按开始按钮使用空气对起爆容器进行吹扫操作约1min。停止空气进气，关闭截止阀17并封闭连接法兰3-1-6；
四、打开配套数据采集仪，配置好压力传感器参数，点击开始进行压力数据的采集。打开打开截止阀15，启动真空泵1对起爆容器3-1-1进行抽真空操作，使其抽真空至负压-0.006MPa，控制各电磁阀开启，向起爆容器3-1-1中缓慢输送预混可燃气体，容器内的压力传感器开始接收压力信号，根据实验压力情况，设定压力值；
五、清理人员至安全区域，静置实验装置，使预混可燃气体混合均匀，随后启动点火装置2引爆气体，由***压力传感器和火焰传感器测试气体***特性的相关信号，经过信号放大器放大，并将信号传递给数据采集仪，进行数据的采集、处理，数据采集仪的输出端将采集、处理的数据传送到计算机进行进一步处理、分析、显示，并存储；高速数字摄像机拍摄***时火焰情况信号数据，传送到计算机进行进一步处理、分析、显示，并存储；
六、实验结束后，点击数据采集仪停止按键，停止数据的采集，并打扫实验现场。
本实用新型***装置的特征在于容器、配套蒸气云模拟装置的结构和尺寸***全面，可以***地实现可燃气体在容器以及容器组成的连通容器中***，用于研究泄爆火焰诱发蒸气云***的影响因素。本实用新型结构全面***，可操作性好，自动化程度高，解决了可燃性气体尺寸效应***研究的难题，为揭示气体***过程中湍流、射流火焰、***波反射与能量变化等动力学特征，以及这些特征对于泄爆火焰诱发蒸气云***的***强度、安全距离等的影响，分析探索结构尺寸变化过程中泄爆火焰对于蒸气云***诱发作用的变化***地提供足够的基础理论数据。
本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
Claims (10)
1.一种泄爆火焰诱发蒸气云***测试***，其特征在于，包括配气装置、点火装置、***装置、数据采集处理装置、高速数字摄像机和配套的蒸气云模拟装置；
所述的配气装置包括可燃气体气源、配气气源和配气罐，配气罐的输入端分别与可燃气体气源及配气气源相连，配气罐的另一路输出与***装置的输入口相连通；
所述的点火装置包括点火器，点火器安装在***装置上，根据点火器安装位置的不同，能实现不同位置的点火；根据进入容器深度的不同，能实现容器的壁面点火和中心点火两种形式的点火；
所述的数据采集处理装置包括安装在圆柱形容器上的压力传感器、火焰传感器、信号放大器、数据采集仪、计算机和压力传感器；火焰传感器与信号放大器的输入端相连，信号放大器的输出端与数据采集仪的输入端相连，数据采集仪的输出端与计算机相连；
所述的***装置安装在配气装置与数据采集处理装置之间，***装置包括圆柱形容器和球形容器，容器之间均能通过法兰自由对接；
所述的高速数字摄像机用于拍摄容器内可燃气体***时的火焰，高速数字摄像机镜头正对需要监测位置的观察段，高速数字摄像机输出端与计算机相连；
所述的蒸气云模拟装置包含可任意调节的导轨以及用于安装蒸气云薄膜的钢制底座，该导轨底部安装有挂钩，方便与***装置进行连接与固定；钢制底座包含不同尺寸的卡槽，用于配合不同尺寸的薄膜来模拟不同尺寸的蒸气云。
2.根据权利要求1所述的一种泄爆火焰诱发蒸气云***测试***，其特征在于，所述的圆柱形容器均有多种尺寸规格，用于进行可燃气体在不同尺寸或形状的容器中的泄爆特性及其对蒸气云***的诱发作用的研究。
3.根据权利要求1所述的一种泄爆火焰诱发蒸气云***测试***，其特征在于，所述的***装置的各个部分通过改变容器以及相互间的连接结构，进行连接组合，从结构和形状尺寸以及与蒸气云的距离三方面研究泄爆火焰诱发蒸气云***。
4.根据权利要求1所述的一种泄爆火焰诱发蒸气云***测试***，其特征在于，所述的圆柱形容器按照长径比（长度与内径之比）分别为2:1和1:1两种；长径比为2:1的圆柱形容器体积为11L—113L；长度与内径之比为1：1的圆柱形容器体积为11L—113L。
5.根据权利要求1所述的一种泄爆火焰诱发蒸气云***测试***，其特征在于，所述的容器设置有高强度有机玻璃观察段，用于高速数字摄像机拍摄气体***时的火焰图像。
6.根据权利要求1所述的一种泄爆火焰诱发蒸气云***测试***，其特征在于，圆柱形容器上共有5处观察段，分别位于圆柱形容器主体的上、中、下部分，竖直导管处、水平导管处。
7.根据权利要求1所述的一种泄爆火焰诱发蒸气云***测试***，其特征在于，在容器上均设有点火器接口、传感器接口和进出气口。
8.根据权利要求1所述的一种泄爆火焰诱发蒸气云***测试***，其特征在于，圆柱形容器下方采用稳定钢架支撑，并安装万向轮，方便容器的相互组合；
钢架底部安装挂钩，能与蒸气云模拟装置中的导轨底部挂钩相连接，方便两者的相互组合。
9.根据权利要求1所述的一种泄爆火焰诱发蒸气云***测试***，其特征在于，所述的蒸气云模拟装置中所使用的半球形薄膜为聚氯乙烯，厚度均为0.05 mm，直径有0.2 m、0.4m、0.6 m、0.8 m和1 m 5种尺寸，所对应底板的材料为16Mn钢，底板上相应位置有点火器与压力传感器的安装接口，底板背部安装有四个滑轮，嵌入轨道中。
10.根据权利要求1所述的一种泄爆火焰诱发蒸气云***测试***，其特征在于，所述的点火装置采用电子点火器。
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