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濕度可調的可燃氣體爆炸特性測試裝置

2022-02-16 12:37:25 點擊數:

 

一、測試裝置介紹 

測試裝置示意圖如圖1所示。測試裝置由爆炸容器系統、加濕系統、配氣系統、點火控制系統、數據采集系統五部分構成。 

其中爆炸容器系統由(1)爆炸腔構成,(1)爆炸腔外形為圓柱形筒體,承壓不低于2MPa,筒體直徑為23.35cm,長為23.35cm。在(1)爆炸腔筒體頂部安裝有(2)壓力表用于抽真空和配氣時觀察爆炸腔內壓力、(3)閥門1用于連接(4濕度控制儀、4濕度控制儀用于監測爆炸腔內初始濕度、5壓力傳感器用于監測爆炸腔內爆炸壓力、(6)溫度傳感器壓力用于監測爆炸腔內爆炸溫度,在筒體底部安裝有7)蒸氣入口使水蒸氣進入到爆炸腔內,在筒體左側安裝有8)點火桿用于點燃爆炸腔內可燃氣體、(9)閥門2用于控制可燃氣體進入(1)爆炸腔、10)閥門3用于控制(11)真空泵抽真空,在筒體右側安裝有12)透明防爆玻璃用于(13)高速攝像機拍攝爆炸火焰圖像。 

加濕系統是由(3)閥門1、(4濕度控制儀7)蒸氣入口、14水箱、(15)閥門4、(16)加濕容器、(17)加熱套、(18)閥門519加熱控制系統、(20)計算機構成,通過3)閥門1、(4濕度控制儀、19加熱控制系統和(20)計算機用于監測和控制爆炸腔內的初始濕度,(15)閥門4控制14水箱內的水進入(16)加濕容器,(18)閥門5控制(17)加熱套加熱(16)加濕容器形成的水蒸氣經(7)蒸氣入口進入到(1)爆炸腔內。

配氣系統由(2)壓力表、9)閥門2、(21)可燃氣體氣瓶、(10)閥門3、(11)真空泵構成,配氣時借助(11)真空泵抽真空,通過10)閥門3控制爆炸腔內初始壓力,基于分壓法由9)閥門2控制(21可燃氣體氣瓶的進氣量,使(2)壓力表數值達到預定壓力值。

點火控制系統由8)點火桿、20)計算機、22)點火系統構成,通過高壓放電點火擊穿空氣產生火花點燃1)爆炸腔內可燃氣體。

數據采集系統由(3)閥門1、(4濕度控制儀、(5壓力傳感器、(6)溫度傳感器、(13)高速攝像機、19加熱控制系統20)計算機、23壓力溫度采集系統、(24)火焰采集系統構成,其中通過3)閥門1、(4濕度控制儀、(19加熱控制系統、(20)計算機采集1)爆炸腔內初始濕度數據,通過(5壓力傳感器、(6)溫度傳感器、20)計算機、23壓力溫度采集系統采集爆炸壓力和溫度數據,通過(13)高速攝像機、(20)計算機、(24)火焰采集系統采集可燃氣體爆炸過程中的火焰圖像。

二、測試方法及步驟 

借助濕度可調的可燃氣體爆炸特性測試裝置及方法,可開展不同初始濕度條件下的約束空間內可燃氣體爆炸實驗一次完整的測試步驟如下: 

1、測試裝置安裝與調試。安裝并連接爆炸容器系統、、加濕系統、配氣系統、點火控制系統、數據采集系統,對各部分進行調試,確保(1)爆炸腔密封良好并保證各系統能夠正常運行。

2、爆炸腔內抽真空。開啟10)閥門3,啟動(11)真空泵,對爆炸容器系統進行抽真空,通過(2)壓力表觀察(1)爆炸腔內壓力變化,當達到設定壓力時停止(11)真空泵并關閉10)閥門3,抽真空結束。

3、爆炸腔內配氣。開啟9)閥門2,基于分壓法21)可燃氣體氣瓶內的氣體充入(1)爆炸腔內,通過(2)壓力表觀察(1)爆炸腔內壓力變化,當達到預定壓力時關閉9)閥門2,將(1)爆炸腔靜置一段時間,保證可燃氣體與(1)爆炸腔內空氣充分混合,并均勻分布在(1)爆炸腔內。

4、調節爆炸腔內初始濕度。打開3)閥門1使(4濕度控制儀開始監測爆炸容器內初始濕度,開啟15)閥門4使14水箱內的水進入(16)加濕容器,通過20)計算機控制(19加熱控制系統,啟動(17)加熱套16)加濕容器進行加熱,打開18)閥門5使(16)加濕容器內的水蒸氣經(7)蒸氣入口進入到(1)爆炸腔內,通過(4濕度控制儀觀察爆炸腔內初始濕度變化,當達到設定濕度時關閉18)閥門5、(17)加熱套和(15)閥門4,然后關閉3)閥門1避免點火后氣體爆炸壓力和高溫破壞濕度控制儀。

5、點火。通過20)計算機控制(22)點火系統,設置一定的點火能量、點火延遲時間,使8)點火桿高壓放電產生電火花,點燃(1)爆炸腔內的可燃氣體。

6、數據采集。點火后,通過(5壓力傳感器、(6)溫度傳感器、20)計算機、23壓力溫度采集系統采集爆炸壓力和溫度數據,通過(13)高速攝像機、(20)計算機、(24)火焰采集系統采集可燃氣體爆炸過程中的火焰圖像,并將采集的數據保存到20)計算機。

7、關閉電源和測試系統。

8、數據分析。對20)計算機記錄的1)爆炸腔爆炸壓力、溫度、火焰圖像數據進行整理和分析。

 

 

 

三、附圖說明 

 

 

1-爆炸腔;2-壓力表;3-閥門14-濕度控制儀;5-壓力傳感器;6-溫度傳感器;7-蒸氣入口;8-點火桿;9-閥門210-閥門3;11-真空泵;12-透明防爆玻璃;13-高速攝像機;14-水箱;15-閥門416-加濕容器;17-加熱套;18-閥門5;19-加熱控制系統;20-計算機;21-可燃氣體氣瓶;22-點火系統;23-壓力溫度采集系統;24-火焰采集系統

1 測試裝置示意圖



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