[發(fā)明專利]開敞空間不同濕度預(yù)混氣云爆燃火焰與壓力耦合測(cè)試方法及其測(cè)試系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910069368.6
• 申請(qǐng)日: 2019-01-24
• 公開（公告）號(hào): CN109613205A
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王志榮;郭文杰;陳施晨;喻源
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N33/22
• 分類號(hào): G01N33/22
• 代理公司: 南京品智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32310
• 代理人: 奚曉寧;楊陳慶

本發(fā)明開敞空間不同濕度預(yù)混氣云爆燃火焰與壓力耦合測(cè)試方法及其測(cè)試系統(tǒng)涉及的是氣體燃爆測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及不同濕度條件下開敞空間可燃預(yù)混氣云爆燃火焰與壓力耦合測(cè)試方法及其測(cè)試系統(tǒng)。由主體部分、配氣裝置、點(diǎn)火裝置、測(cè)試裝置和計(jì)算機(jī)組成；所述主體部分為半球形氣云裝置，半球形氣云裝置由聚乙烯薄膜氣云罩、阻燃橡膠圓環(huán)板和16Mn鋼制圓環(huán)板組成，所述配氣裝置由甲烷氣瓶、壓縮空氣瓶、氯化鈣容器瓶、濕度傳感器、濕度發(fā)生器、加熱管、氣體預(yù)混罐、排水口、氣體導(dǎo)流器組成；所述測(cè)試裝置由壓力變送器、濕度傳感器、溫度傳感器、數(shù)據(jù)采集儀、高速攝像機(jī)、高速紅外熱成像儀和高速紋影系統(tǒng)組成，所述測(cè)試裝置與計(jì)算機(jī)連接。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明開敞空間不同濕度預(yù)混氣云爆燃火焰與壓力耦合測(cè)試方法及其測(cè)試系統(tǒng)涉及的是氣體燃爆測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及不同濕度條件下開敞空間可燃預(yù)混氣云爆燃火焰與壓力耦合測(cè)試方法及其測(cè)試系統(tǒng)。

背景技術(shù)

可燃?xì)怏w在生產(chǎn)、加工、使用、運(yùn)輸和儲(chǔ)存過程中當(dāng)發(fā)生意外泄漏時(shí)會(huì)在開敞空間中形成可燃?xì)庠疲龅骄哂凶銐蚰芰康耐獠炕鹪淳蜁?huì)發(fā)生爆炸，具有極大的危害。由于人們對(duì)可燃?xì)怏w爆炸機(jī)理、規(guī)律以及影響可燃?xì)庠票ㄒ蛩氐难芯窟€不夠，而且蒸氣云爆炸會(huì)產(chǎn)生極大的破壞性，所以在可燃?xì)庠票ㄊ录l(fā)生后，防爆抑爆裝置并沒有取得預(yù)期的效果。到當(dāng)前為止，許多專家學(xué)者對(duì)可燃云的燃燒爆炸問題進(jìn)行了較為深入的探究和研討。但是，由于可燃?xì)庠票ㄝ^復(fù)雜，且具有一定的危險(xiǎn)性。針對(duì)可燃?xì)庠蒲芯康臒狳c(diǎn)和難點(diǎn)仍然是其在不同條件下的爆炸規(guī)律。設(shè)計(jì)可燃?xì)怏w預(yù)混氣云爆炸試驗(yàn)系統(tǒng)，有助于人們了解可燃?xì)怏w爆炸規(guī)律，為提前防止可燃?xì)怏w爆炸提供了有力依據(jù)。

中國專利號(hào)CN200810224143.5中提出一種開敞空間存在濃度梯度氣云爆燃的實(shí)驗(yàn)方法，將圓形梯度板上由內(nèi)而外覆蓋多層薄膜，將每層薄膜之間的空氣抽走，再向梯度板與薄膜以及每兩層薄膜之間注入不同濃度的預(yù)混氣云，不同濃度是薄膜最內(nèi)層注入14％預(yù)混甲烷氣云，向外每層之間濃度為1—2％遞減，在某一濃度的預(yù)混氣云點(diǎn)火濃度區(qū)域點(diǎn)火點(diǎn)點(diǎn)火引爆，由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將壓力變送器的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號(hào)輸送到計(jì)算機(jī)記錄并比較。

所述專利實(shí)驗(yàn)方法雖然可以測(cè)得氣云不同濃度梯度對(duì)氣云燃爆的影響，但是實(shí)際氣云燃爆的過程中還是存在有很多的影響因素，比如混合空氣濕度對(duì)氣云爆炸的影響，濕度是指一定體積的氣體在一定溫度條件下所含的水蒸氣含量，這是判斷氣體干燥程度的一個(gè)重要物理量。一定量的水蒸氣可以減小甲烷氣體的燃燒速度，削減其燃燒和爆炸的強(qiáng)度；當(dāng)水蒸氣量含量到達(dá)某一臨界值時(shí)，它可以阻止甲烷氣體點(diǎn)火；還可以降低了系統(tǒng)燃燒溫度和H、O和OH等高活性自由基的濃度，增大了混合氣體點(diǎn)火延遲時(shí)間和關(guān)鍵自由基的出現(xiàn)時(shí)間，從而達(dá)到抑爆的效果，空氣中是存在一定濕度的，在實(shí)際工業(yè)開采可燃?xì)怏w過程中，必定可燃?xì)怏w會(huì)與外界空氣接觸，因此提前測(cè)得預(yù)混空氣濕度下抑制爆炸的臨界值，能夠最大程度上降低工業(yè)開采中的危險(xiǎn)，因此，解決這個(gè)問題是非常有價(jià)值的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是針對(duì)上述不足之處，提供一種開敞空間不同濕度預(yù)混氣云爆燃火焰與壓力耦合測(cè)試方法及其測(cè)試系統(tǒng)，是一種不同濕度條件下開敞空間可燃預(yù)混氣云爆燃火焰與壓力耦合測(cè)試方法及其測(cè)試系統(tǒng)，通過對(duì)不同濕度可燃預(yù)混氣體爆燃后的火焰溫度分布、爆燃?jí)毫σ约皽囟群蛪毫Φ鸟詈详P(guān)系來研究空氣濕度對(duì)開場(chǎng)空間可燃預(yù)混氣云爆燃的影響。

本發(fā)明開敞空間不同濕度預(yù)混氣云爆燃火焰與壓力耦合測(cè)試方法及其測(cè)試系統(tǒng)通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：