濕度可調(diào)的可燃?xì)怏w爆炸特性測試裝置
2022-02-16 19:03:09 點(diǎn)擊數(shù):
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(tǒng)、加濕系統(tǒng)、配氣系統(tǒng)
、點(diǎn)火控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)五部分構(gòu)成
。
其中爆炸容器系統(tǒng)由(1)爆炸腔構(gòu)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(shí)觀察爆炸腔內(nèi)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(jiān)測爆炸腔內(nèi)初始濕度、(5)壓力傳感器用于監(jiān)測爆炸腔內(nèi)爆炸壓力、(
6)溫度傳感器壓力用于監(jiān)測爆炸腔內(nèi)爆炸溫度,
在筒體底部安裝有(7)蒸氣入口使水蒸氣進(jìn)入到爆炸腔內(nèi),
在筒體左側(cè)安裝有(8)點(diǎn)火桿用于點(diǎn)燃爆炸腔內(nèi)可燃?xì)怏w、(
9)閥門2用于控制可燃?xì)怏w進(jìn)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(cè)安裝有(12)透明防爆玻璃用于(13)高速攝像機(jī)拍攝爆炸火焰圖像。
加濕系統(tǒng)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5、(19)加熱控制系統(tǒng)、(
20)計(jì)算機(jī)構(gòu)成,通過
(3)閥門1、(
4)濕度控制儀、(19)加熱控制系統(tǒng)和(20)計(jì)算機(jī)用于監(jiān)測和控制爆炸腔內(nèi)的初始濕度,(
15)閥門4控制(14)水箱內(nèi)的水進(jìn)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(jīng)(7)蒸氣入口進(jìn)入到(1)爆炸腔內(nèi)。
配氣系統(tǒng)由(2)壓力表、
(9)閥門2、(
21)可燃?xì)怏w氣瓶、(10)閥門3、(
11)真空泵構(gòu)成,配氣時(shí)借助(11)真空泵抽真空,通過(10)閥門3控制爆炸腔內(nèi)初始?jí)毫Γ?/span>基于分壓法由(9)閥門2控制(21)可燃?xì)怏w氣瓶的進(jìn)氣量 ,使(
2)壓力表數(shù)值達(dá)到預(yù)定壓力值 。
點(diǎn)火控制系統(tǒng)由(8)點(diǎn)火桿 、
(20)計(jì)算機(jī)、(22)點(diǎn)火系統(tǒng)構(gòu)成 ,通過
高壓放電點(diǎn)火擊穿空氣產(chǎn)生火花點(diǎn)燃(1)爆炸腔內(nèi)可燃?xì)怏w。
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)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(jī)、(19)加熱控制系統(tǒng) 、
(20)計(jì)算機(jī)、(23)壓力溫度采集系統(tǒng) 、(
24)火焰采集系統(tǒng)構(gòu)成,其中通過(3)閥門1 、(
4)濕度控制儀、(
19)加熱控制系統(tǒng)、(20)計(jì)算機(jī)采集(1)爆炸腔內(nèi)初始濕度數(shù)據(jù),通過(5)壓力傳感器、(6)溫度傳感器、(20)計(jì)算機(jī)、(23)壓力溫度采集系統(tǒng)采集爆炸壓力和溫度數(shù)據(jù),通過(13)高速攝像機(jī)、(20)計(jì)算機(jī)、(24)火焰采集系統(tǒng)采集可燃?xì)怏w爆炸過程中的火焰圖像。
二、測試方法及步驟
借助濕度可調(diào)的可燃?xì)怏w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(nèi)可燃?xì)怏w爆炸實(shí)驗(yàn),一次完整的測試步驟如下:
1、測試裝置安裝與調(diào)試。安裝并連接爆炸容器系統(tǒng)、、加濕系統(tǒng) 、配氣系統(tǒng)
、點(diǎn)火控制系統(tǒng)
、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
,對各部分進(jìn)行調(diào)試,確保(
1)爆炸腔密封良好并保證各系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行 。
2、爆炸腔內(nèi)抽真空。開啟(10)閥門3,啟動(dòng)(11)真空泵,對爆炸容器系統(tǒng)進(jìn)行抽真空,通過(2)壓力表觀察(1)爆炸腔內(nèi)壓力變化,當(dāng)達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)停止(11)真空泵并關(guān)閉(10)閥門3,抽真空結(jié)束。
3、爆炸腔內(nèi)配氣。開啟(9)閥門2,基于分壓法將(21)可燃?xì)怏w氣瓶內(nèi)的氣體充入(1)爆炸腔內(nèi),通過(2)壓力表觀察(1)爆炸腔內(nèi)壓力變化,當(dāng)達(dá)到預(yù)定壓力時(shí)關(guān)閉(9)閥門2,將(1)爆炸腔靜置一段時(shí)間,保證可燃?xì)怏w與(1)爆炸腔內(nèi)空氣充分混合,并均勻分布在(1)爆炸腔內(nèi)。
4、調(diào)節(jié)爆炸腔內(nèi)初始濕度。打開(3)閥門1使(4)濕度控制儀開始監(jiān)測爆炸容器內(nèi)初始濕度,開啟(15)閥門4使(14)水箱內(nèi)的水進(jìn)入(16)加濕容器,通過(20)計(jì)算機(jī)控制(19)加熱控制系統(tǒng),啟動(dòng)(
17)加熱套對(16)加濕容器進(jìn)行加熱,打開(18)閥門5使(16)加濕容器內(nèi)的水蒸氣經(jīng)(7)蒸氣入口進(jìn)入到(1)爆炸腔內(nèi),
通過(4)濕度控制儀觀察爆炸腔內(nèi)初始濕度變化,當(dāng)達(dá)到設(shè)定濕度時(shí)關(guān)閉
(18)閥門5、(
17)加熱套和(15)閥門4,然后關(guān)閉(3)閥門1避免點(diǎn)火后氣體爆炸壓力和高溫破壞濕度控制儀。
5、點(diǎn)火。通過(20)計(jì)算機(jī)控制(22)點(diǎn)火系統(tǒng),設(shè)置一定的點(diǎn)火能量、點(diǎn)火延遲時(shí)間,使(8)點(diǎn)火桿高壓放電產(chǎn)生電火花,點(diǎn)燃(1)爆炸腔內(nèi)的可燃?xì)怏w。
6、數(shù)據(jù)采集。點(diǎn)火后,通過(5)壓力傳感器、(6)溫度傳感器、(20)計(jì)算機(jī)、(23)壓力溫度采集系統(tǒng)采集爆炸壓力和溫度數(shù)據(jù),通過(13)高速攝像機(jī)、(20)計(jì)算機(jī)、(24)火焰采集系統(tǒng)采集可燃?xì)怏w爆炸過程中的火焰圖像,
并將采集的數(shù)據(jù)保存到(20)計(jì)算機(jī)。
7、關(guān)閉電源和測試系統(tǒng)
。
8、數(shù)據(jù)分析
。對
(20)計(jì)算機(jī)記錄的(1)爆炸腔內(nèi)爆炸壓力、溫度、火焰圖像數(shù)據(jù)
進(jìn)行整理和分析。
三、附圖說明

1-爆炸腔;2-壓力表;
3-閥門1;
4-濕度控制儀;5-壓力傳感器;
6-溫度傳感器;7-蒸氣入口;
8-點(diǎn)火桿;
9-閥門2;10-閥門3;
11-真空泵;12-透明防爆玻璃;13-高速攝像機(jī);14-水箱;
15-閥門4;
16-加濕容器;
17-加熱套;
18-閥門5;
19-加熱控制系統(tǒng);20-計(jì)算機(jī);
21-可燃?xì)怏w氣瓶;22-點(diǎn)火系統(tǒng);
23-壓力溫度采集系統(tǒng);
24-火焰采集系統(tǒng)
圖1 測試裝置示意圖


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葫蘆島市北方石化設(shè)備廠