[實用新型]開敞空間不同濕度預混氣云爆燃火焰與壓力耦合測試系統

有效

• 申請號: 201920123202.3
• 申請日: 2019-01-24
• 公開（公告）號: CN209417043U
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發明（設計）人: 王志榮;郭文杰;陳施晨;喻源
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: G01N33/22
• 分類號: G01N33/22
• 代理公司: 南京品智知識產權代理事務所(普通合伙) 32310
• 代理人: 奚曉寧;楊陳慶

1.一種開敞空間不同濕度預混氣云爆燃火焰與壓力耦合測試系統，其特征在于，由主體部分、配氣裝置、點火裝置、測試裝置和計算機組成；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、阻燃橡膠圓環板和16Mn鋼制圓環板組成，所述聚乙烯薄膜氣云罩兩側對稱設置有阻燃橡膠圓環板，所述阻燃橡膠圓環板兩側對稱設置有16Mn鋼制圓環板，所述阻燃橡膠圓環板內的聚乙烯薄膜上安裝了溫度傳感器和電阻絲，所述16Mn鋼制圓環板的外環四周均勻分布有夾具，所述溫度傳感器和電阻絲與溫控器相連接，所述聚乙烯薄膜氣云罩底部開有點火點和注氣孔，所述點火點位于聚乙烯薄膜氣云罩的底部圓心處，且點火點與點火裝置連接；

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、濕度發生器、加熱管、氣體預混罐、排水口、氣體導流器組成；所述甲烷氣瓶直接與氣體預混罐連接，所述壓縮空氣瓶經過氯化鈣容器瓶、加熱管連接于氣體預混罐，所述氯化鈣容器瓶與加熱管之間設置有濕度發生器，所述濕度發生器與濕度傳感器相連，所述氣體預混罐下方設有排水口，所述氣體預混罐內部設置有蛇管型加熱器，所述氣體預混罐通過氣體導流器、注氣孔將氣體導入半球形氣云裝置的聚乙烯薄膜氣云罩內；

所述測試裝置由壓力變送器、濕度傳感器、溫度傳感器、數據采集儀、高速攝像機、高速紅外熱成像儀和高速紋影系統組成，所述測試裝置與計算機連接。

2.根據權利要求1所述的開敞空間不同濕度預混氣云爆燃火焰與壓力耦合測試系統，其特征在于：所述配氣裝置所用的氣體是由空氣與99.99%濃度純甲烷預混而成。

3.根據權利要求1所述的開敞空間不同濕度預混氣云爆燃火焰與壓力耦合測試系統，其特征在于：所述點火裝置為高壓脈沖電子點火，工作電壓為8kV，電流強度為5mA，點火能量約20mJ，點火電極材料為金屬鉑絲。

4.根據權利要求1所述的開敞空間不同濕度預混氣云爆燃火焰與壓力耦合測試系統，其特征在于：所述測試裝置中壓力變送器為Kistler 211B5型壓力變送器；溫度傳感器的熱電偶是用直徑25μm的鉑銠合金材料制成；數據采集儀為日置8860型數據采集儀，配備4通道高速溫度采集卡和4通道高速壓力采集卡；高速攝像儀為High-SpeedStar4G型高速攝像儀，高速紅外熱成像儀為FASTM200型紅外熱成像儀；計算機要求配置中端以上顯卡，顯存不低于1G，采用Intel I3以上處理器，內存不低于4G，硬盤不低于64G。

5.根據權利要求1所述的開敞空間不同濕度預混氣云爆燃火焰與壓力耦合測試系統，其特征在于：所述測試裝置中的沖擊波超壓采用Z形布置的高速紋影系統獲取，該高速紋影系統由一個25W碘鎢燈光源、凸透鏡、光強調節器、小反射鏡、兩個焦距為2.0m的凹面鏡、控制刀口和高速攝像機組成。

6.根據權利要求1所述的開敞空間不同濕度預混氣云爆燃火焰與壓力耦合測試系統，其特征在于：所述測試裝置中的熱輻射分別通過火球溫度、火球直徑和目標至爆心距離三個參數計算，火球溫度采用紅外熱成像法即通過紅外熱成像儀測得，火球直徑采用高速紅外熱成像儀和高速攝像機相結合的方法測得，目標至爆心距離在測試中自行設置。

7.根據權利要求1所述的開敞空間不同濕度預混氣云爆燃火焰與壓力耦合測試系統，其特征在于：所述夾具內側附有阻燃橡膠皮層，螺栓貫穿夾具與阻燃橡膠圓環板、16Mn鋼制圓環板上預設的空洞，通過螺母能調節夾具的松緊。

8.根據權利要求1所述的開敞空間不同濕度預混氣云爆燃火焰與壓力耦合測試系統，其特征在于：半球形氣云裝置中安裝有溫度傳感器和電阻絲，溫度傳感器和電阻絲與溫控器相連接，起到控制氣云中溫度的作用，當氣體溫度一定時飽和蒸氣壓一定，氣體中的含水量也一定，就能定量的測試氣體中的含水量。