[發(fā)明專利]一種多災種耦合作用下的鋼制儲油罐壁面破壞實驗平臺及其實驗方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810858584.4
• 申請日: 2018-07-31
• 公開（公告）號: CN108732046B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發(fā)明（設計）人: 蔣軍成;李云浩;喻源;張慶武;張明廣
• 申請（專利權）人: 南京工業(yè)大學
• 主分類號: G01N3/313
• 分類號: G01N3/313;G01N3/30
• 代理公司: 南京品智知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 32310
• 代理人: 奚曉寧;楊陳慶

本發(fā)明一種多災種耦合作用下的鋼制儲油罐壁面破壞實驗平臺及其實驗方法涉及的是一種儲罐區(qū)火災、爆炸多災種耦合作用對鄰近建（構）筑物壁面破壞作用進行實驗研究的實驗平臺及其實驗方法。包括試件、支架、模擬碎片拋射裝置、氣體爆炸沖擊波發(fā)生裝置、輻射式電加熱裝置、實驗測量采集系統(tǒng)；所述輻射式電加熱裝置通過掛鉤懸掛在支架上，位于試件正前方；所述溫度控制儀能記錄熱電偶測量的溫度數(shù)據(jù)；所述模擬碎片拋射裝置固定在可調節(jié)支架上；所述氣體爆炸沖擊波發(fā)生裝置包含有可燃氣體配氣儀和泄爆口；所述實驗測量采集系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、激光位移傳感器、高速攝像儀、高溫箔式電阻應變片和高頻壓力傳感器。

技術領域

本發(fā)明一種多災種耦合作用下的鋼制儲油罐壁面破壞實驗平臺及其實驗方法涉及的是一種儲罐區(qū)火災、爆炸多災種耦合作用對鄰近建（構）筑物壁面破壞作用進行實驗研究的實驗平臺及其實驗方法，具體是一種研究火災、爆炸事故對儲罐壁面耦合破壞作用的實驗平臺及其方法。

背景技術

針對于特定空間內(nèi)的災害事故，若采用全尺寸的實體模型進行實驗研究，則存在一定的困難，而采用一定比例尺的模擬實驗模型來開展研究是一種必要、科學、經(jīng)濟而又切實可行的手段，現(xiàn)有的國內(nèi)外大多數(shù)的模擬實驗系統(tǒng)平臺都是基于尺度模擬技術，結合特定的需求而設計研制的。例如，在儲罐破壞機理研究方面，路勝卓采用1/100縮小尺寸的儲罐模型研究爆炸沖擊波作用下儲罐破壞機理。朱東采用半徑200mm的儲罐模型研究撞擊作用下儲罐的動力響應過程。然而，現(xiàn)有的實驗系統(tǒng)功能都較為單一，無法滿足多災種耦合作用研究的需要。到目前為止，還沒有一種系統(tǒng)的實驗平臺和方法用于研究多災種耦合破壞作用。

中國的石油消耗量位居世界第二，僅次于美國。隨著國家石油儲備基地項目的相繼展開，大型鋼制儲油罐的建設和發(fā)展也進入歷史高峰期。我國鋼制石油儲罐的容量已達到15×10⁴m³，正在研發(fā)容積為20×10⁴m³以上的超大型儲油罐。然而，伴隨著石油產(chǎn)品儲存規(guī)模和應用范圍的不斷擴大，由其引發(fā)的爆炸事故時有發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是針對所要解決的技術問題是提供一種多災種耦合作用下的鋼制儲油罐壁面破壞實驗平臺及其實驗方法，其可同時模擬拋射物拋射沖擊、氣體爆炸沖擊波和熱輻射三種事故，并且能夠針對不同厚度、材質的試件進行實驗研究，功能豐富，研究全面，應用范圍廣。

本發(fā)明一種多災種耦合作用下的鋼制儲油罐壁面破壞實驗平臺及其實驗方法是采取以下技術方案實現(xiàn)的：

一種多災種耦合作用下的鋼制儲油罐壁面破壞實驗平臺包括試件、支架、模擬碎片拋射裝置、氣體爆炸沖擊波發(fā)生裝置、輻射式電加熱裝置、實驗測量采集系統(tǒng)。

所述輻射式電加熱裝置通過掛鉤懸掛在支架上，位于試件正前方，尺寸與試件相同，輻射式電加熱裝置與溫度控制儀連接，溫度控制儀與試件背面的熱電偶連接，用于控制試件溫度；

所述溫度控制儀能記錄熱電偶測量的溫度數(shù)據(jù)；

所述模擬碎片拋射裝置固定在可調節(jié)支架上，通過調節(jié)可調節(jié)支架上螺桿的上升高度來調節(jié)拋射角度，螺母用來固定螺桿的位置；

所述氣體爆炸沖擊波發(fā)生裝置包含有可燃氣體配氣儀，以控制可燃氣體與空氣的混合比例從而控制爆炸沖擊波的強度；

所述氣體爆炸沖擊波發(fā)生裝置包含有泄爆口，爆炸罐腔體中氣體爆炸產(chǎn)生的沖擊波通過泄爆口作用于儲罐實體模型壁面；

所述實驗測量采集系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、激光位移傳感器、高速攝像儀、高溫箔式電阻應變片和高頻壓力傳感器；所述激光位移傳感器、高溫箔式電阻應變片和壓力傳感器通過線纜與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連，通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄和保存激光位移傳感器、高溫箔式電阻應變片、高頻壓力傳感器的測量信號。