【技术实现步骤摘要】
本技术涉及可燃气储存安全，具体涉及一种适用于大尺度空间泄爆柱形试验装置。
技术介绍
1、泄爆是降低和保护人员、设备和设施遭受爆炸危害众所周知的技术，相比于抑爆和隔爆它实施简单，成本低，效果明显。泄爆能够在爆炸初期将产生的超压和未燃气体泄放到外部空旷区域，但许多实际案例与研究表明当气体爆炸泄放到外部后往往会发生二次爆炸和声学振荡等一系列后续反应，这些后续反应对人员、设备和设施会造成更严重的影响，此现象在大尺度建筑设施以及容器更容易发生，效果也更明显。
2、目前气体泄爆是一个复杂的化学反应与流体动力学耦合的过程，受多种因素的影响，其荷载形势和破坏效应至今难以较准确地揭示，往往因为没有实际试验提供的相关参数支撑而很难采用数学和物理的方法进行详细、准确的描述，主要通过试验的方式研究泄爆过程各压力峰值的形成机理和变化规律以及火焰变化特性。
3、过去的许多相关试验大多集中在小尺度容器或管道，得到的结果不适用于实际中可燃气的储存条件。另外，建立大尺度试验装置试验场地要求高、成本大以及试验操作更复杂，并且很难将在小尺度容器上使用的配气方式直接搬运过来使用。大尺度容器气密性问题成为了试验推进的绊脚石，但由于试验结果具有较强的工程指导意义。因此，有必要建立近实际建筑工况的容器并解决混气问题进行气体爆炸压力的试验研究，为实际工程应用提供参考依据。
技术实现思路
1、本技术目的在于，提供了一个大尺度柱形泄爆试验平台，以各种可燃气燃料作为研究介质，进行一系列不同泄爆面积、不同破膜压力
2、为解决以上技术问题，本技术克服了可燃气体在大尺度容器中混气难、压力测量误差较大等缺点，确定适合大尺度装置爆炸试验的仪器设备与操作方法，设计出一套适用于大尺度容器内进行燃气爆炸试验的测试装置。
3、一种适用于大尺度空间泄爆柱形试验装置，包括柱形爆炸罐、方形压盖、泄爆膜片、硅胶垫、抗爆玻璃、螺杆、螺母、圆环法兰、通用基座、爆炸罐底座、爆炸罐吊环、堵头、传感器、qcrt-a-1型可调高频点火装置、点火探针、高压线、传感器支架、集气袋、15l耐压容器、真空表、精密压力表、可燃气瓶、气动元件、气管、真空泵。
4、主体部分；
5、设有两个观察窗的柱形爆炸罐；
6、且在柱形爆炸罐两侧中心位置分别对应设置1个观察窗；
7、柱形爆炸罐顶部设置爆炸罐吊环；柱形爆炸罐底部设置爆炸罐底座；
8、柱形爆炸罐)上设置多个孔用于固定通用基座与传感器；柱形爆炸罐上设置集气袋；
9、柱形爆炸罐外接数据采集器、数据采集器电脑、红外热像仪、红外热像仪电脑、高速摄像机和高速摄像机电脑用于记录可燃气体燃爆时在爆炸罐内部的流场信息；
10、观察窗包括硅胶垫、抗爆玻璃、螺杆、螺母和圆环法兰；
11、抗爆玻璃固定在圆环法兰内，圆环法兰通过螺杆、螺母固定在柱形爆炸罐上，圆环法兰与柱形爆炸罐固定的处设有硅胶垫；
12、还包括点火系统，包括qcrt-a-1型可调高频点火装置、点火探针和高压线，点火探针设置在柱形爆炸罐上，点火探针通过高压线连接qcrt-a-1型可调高频点火装置；
13、还包括数据采集系统，包括依次设置方形压盖、泄爆膜片和硅胶垫在柱形爆炸罐前端泄爆口；且在柱形爆炸罐泄爆口外部放置传感器支架，红外热像仪和高速摄像机；传感器支架上固定通用基座、传感器；
14、还包括试验配气系统，试验配气系统包括15l耐压容器；
15、设置可燃气瓶、真空泵连接15l耐压容器，15l耐压容器上设置真空表、精密压力表、气动元件，15l耐压容器通过气管连接集气袋。
16、进一步的，真空泵与可燃气瓶通过气管连接15l耐压容器，先通过真空泵将15l耐压容器中气体抽空，再开启可燃气瓶充入单次试验的可燃气体用量。
17、进一步的，柱形爆炸罐为非常规柱形容器，其长2293mm，直径1524mm，壁厚12mm，前端泄爆口为边长1000mm的正方形，罐体两侧各开12个孔，用于安装通用基座和传感器测试内部场压力，每侧各带有dn300的观察窗组件用于观察内部场火焰发展规律。
18、进一步的，每个开孔处都可以安装通用基座，通用基座上可以安装传感器和点火探针。点火探针与高压线和qcrt-a-1型可调高频点火装置搭配可进行不同点火位置泄爆试验。
19、进一步的，柱形爆炸罐外部放置传感器支架、通用基座、传感器、红外热像仪和高速摄像机用于记录外部场流场变化规律。传感器、高速摄像机与红外热像仪与各自匹配电脑连接。
20、进一步的，柱形爆炸罐前端中心开有1000mm×1000mm的泄放口，用于安装方形压盖、泄爆膜片和硅胶垫，泄爆膜片安装在方形压盖和硅胶垫片之间，通过双头螺杆和螺母与柱形爆炸罐连接固定。更换不同强度材料的泄爆膜片可进行不同破膜压力试验，更换不同大小的方形压盖可进行不同泄爆面积的泄爆试验。
21、进一步的，泄爆膜片可根据实验测试要求更换，泄爆膜片安装在方形压盖和硅胶垫片之间，通过双头螺杆和螺母与柱形爆炸罐连接固定。泄爆片控制泄爆面积，泄爆膜片控制破膜压力。
22、进一步的，集气袋承装的可燃气体积满足试验要求，并在安装泄爆膜片前从内部分别穿入两侧任意开孔处。
23、进一步的，15l耐压容器承装每次试验可燃气用量，确保进气精准，通过气管与集气袋和气瓶连接。
24、进一步的，还可以内部可放置防爆风扇，加快混气过程，改变初始湍流程度，防爆风扇电源线从通用基座处引出，使用热熔胶进行密封。
25、进一步的，传感器包括温度传感器和压力传感器。
26、本技术相对于现有技术相比具有显著优点体现如下：
27、(1)该实验装置可以进行多种工况下的大尺度空间内可燃气泄爆试验。
28、(2)本装置可以开展泄爆过程内外部空间温度变化的试验研究，可增加障碍物、点火位置和改变初始湍流度研究外部空间温度的传播特性，分析外部空间温度的变化特性及影响因素。
29、(3)本装置在进行实验变量改变操作简易方便安全。
30、(4)本装置配气系统具有较高的进气效率和准确度。
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1.一种适用于大尺度空间泄爆柱形试验装置，其特征在于：包括
2.根据权利要求1所述的大尺度空间泄爆柱形试验装置，其特征在于：柱形爆炸罐(1)为Q354R合金钢焊接柱形爆炸罐，长2293mm，直径1524mm，壁厚12mm，前端泄爆口为边长1000mm的正方形，容器体积为3.5m3，压力为1MPa，重量为1740Kg；前端开口四个边各开三个孔，共12个M20*1.5的螺纹孔，罐体两侧各开12个孔，共24个M20*1.5的螺纹孔，每侧各带有DN300的观察窗组件。
3.根据权利要求2所述的大尺度空间泄爆柱形试验装置，其特征在于：螺纹孔内可装配通用基座(9)、堵头(12)和点火探针(15)，通用基座(9)与传感器(13)搭配使用；根据实验条件把堵头(12)更换为通用基座(9)或点火探针(15)。
4.根据权利要求1所述的大尺度空间泄爆柱形试验装置，其特征在于：柱形爆炸罐(1)两侧的两个观察窗的抗爆玻璃(5)为厚度70mm的石英玻璃。
5.根据权利要求1所述的大尺度空间泄爆柱形试验装置，其特征在于：15L耐压容器(25)为可耐压1.35MP
6.根据权利要求1所述的大尺度空间泄爆柱形试验装置，其特征在于：泄爆膜片(3)为硅酸盖板或聚酯薄膜。
7.根据权利要求1所述的大尺度空间泄爆柱形试验装置，其特征在于：集气袋(18)为PVC材质集气袋。
8.根据权利要求1所述的大尺度空间泄爆柱形试验装置，其特征在于：传感器支架(17)为不锈钢材质传感器支架。
9.根据权利要求1所述的大尺度空间泄爆柱形试验装置，其特征在于：柱形爆炸罐(1)通过吊车吊住爆炸罐吊环(11)进行移动。
10.根据权利要求1所述的大尺度空间泄爆柱形试验装置，其特征在于：设有堵头(12)用于集气袋(18)密封开孔处。
...【技术特征摘要】
1.一种适用于大尺度空间泄爆柱形试验装置，其特征在于：包括
2.根据权利要求1所述的大尺度空间泄爆柱形试验装置，其特征在于：柱形爆炸罐(1)为q354r合金钢焊接柱形爆炸罐，长2293mm，直径1524mm，壁厚12mm，前端泄爆口为边长1000mm的正方形，容器体积为3.5m3，压力为1mpa，重量为1740kg；前端开口四个边各开三个孔，共12个m20*1.5的螺纹孔，罐体两侧各开12个孔，共24个m20*1.5的螺纹孔，每侧各带有dn300的观察窗组件。
3.根据权利要求2所述的大尺度空间泄爆柱形试验装置，其特征在于：螺纹孔内可装配通用基座(9)、堵头(12)和点火探针(15)，通用基座(9)与传感器(13)搭配使用；根据实验条件把堵头(12)更换为通用基座(9)或点火探针(15)。
4.根据权利要求1所述的大尺度空间泄爆柱形试验装置，其特征在于：柱形爆炸罐(1)两侧的两个观察窗的抗爆玻璃(5)为厚度70mm的石英玻璃。
5.根据权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡丰，陈清，孙江涛，罗亮，李斌，解立峰，张丹，王永旭，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：新型
国别省市：
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