CN104374876B - 测量气体爆炸超压后果影响的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种测量气体爆炸超压后果影响的方法，主要解决现有技术中无法进行气体爆炸后超压后果影响测试的问题。本发明通过采用一种测量气体爆炸超压后果影响的方法，在气体爆炸超压后果影响测量实验装置上首先进行不放置待测物体的气体爆炸超压后果影响实验，然后进行放置待测物体的气体爆炸超压后果影响实验，通过改变火焰加速装置的间距及层数改变爆炸超压值，进行不同超压情况下的待测物体的测试结果的技术方案较好地解决了上述问题，可用于带压气体爆炸对结构影响的实验中。

Description

测量气体爆炸超压后果影响的方法
技术领域
本发明涉及一种测量气体爆炸超压后果影响的方法。
背景技术
石化企业气体爆炸事故频繁发生，且往往会产生极为严重的装置、设备及结构破坏，使得关于对气体爆炸机理及后果的研究越来越多，研究测试不同的爆炸超压情况下的结构破坏情况需要相应的气体爆炸超压产生实验装置。《INTERNATIONAL JOURNAL OFHYDROGEN ENERGY》杂志(2009，34，5832-5837页)介绍了采用方形障碍物增大直方管道内爆燃火焰加速度及爆炸超压的现象，只考虑边界存在障碍物情况下的火焰加速，且没有设计承受端，无法利用该装置进行结构破坏测试。《爆炸与冲击》杂志(2000，20(2)，137-141页)介绍了采用环形铁片状的障碍物增大直圆管道内爆燃火焰加速度的现象，但是由于没有设计承受端，无法利用该装置进行结构破坏测试。《Combustion ScienceTechnology》杂志(1987，52，121-137页)介绍了采用单排管状障碍物增大火焰速度及超压的实验装置，但该装置尺寸过大(30×20×10m)，不适合利用该装置进行小尺度实验测试，且障碍物的排列空间过大，无法满足产生较低气体爆炸超压到较高气体爆炸超压范围的要求。
本发明有针对性的解决了该问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术中无法进行气体爆炸后超压后果影响测试的问题，提供一种新的测量气体爆炸超压后果影响的方法。该方法用于带压气体爆炸对结构影响的实验中，具有可以进行气体爆炸后超压后果影响测试的优点。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：一种测量气体爆炸超压后果影响的方法，在气体爆炸超压后果影响测量实验装置上首先进行不放置待测物体的气体爆炸超压后果影响实验，然后进行放置待测物体的气体爆炸超压后果影响实验，通过改变火焰加速装置的间距及层数改变爆炸超压值，进行不同超压情况下的待测物体的测试；其中所述气体爆炸超压后果影响测量实验装置包括耐压密闭容器、点火装置、火焰加速装置、压力传感器、待测物体，容器的一端设有至少两个进气口，氧气储罐经氧气计量仪后与其中一个进气口相连，爆炸气体储罐经爆炸气体计量仪后与另一个进气口相连，在容器内沿气体流动方向上依次设有点火装置、火焰加速装置、压力传感器、固定在容器上的待测物体，容器的另一端设有泄压口；所述氧气计量仪、爆炸气体计量仪、点火装置、压力传感器均与控制计算机相连，所述容器器壁上设有至少一个透明观察窗口。
上述技术方案中，优选地，所述容器由四片不锈钢板用螺栓和橡胶垫片固定密封而成。
上述技术方案中，优选地，所述透明观察窗口有两个，分别设置在靠近火焰加速装置处、待测物体附近的壁面上。
上述技术方案中，优选地，所述泄压口上设有防爆片。
上述技术方案中，优选地，所述火焰加速装置呈三维网状立体结构并与器壁经螺栓固定相连接。
上述技术方案中，优选地，所述固定待测物体的固定装置与器壁之间经导轨连接，两侧均可调节。
上述技术方案中，优选地，所述火焰加速装置由多个单体组合成三维网状立体结构，所述单体结构包括三个横管、三个细管和三个孔洞，每根细管位于每根横管的一端，其直径小于横管，且细管长度方向的中心线与横管长度方向的中心线重合，每根横管的另一端均设有一个孔洞，孔洞深度方向的中心线与横管长度方向的中心线重合，孔洞直径等于细管外径，所述三个横管相互垂直，且设有孔洞的一端交接在一起，三个孔洞中的其中任意两个孔洞位于同一平面上，所述位于同一平面上的两个孔洞连接其它单体的细管，形成单体层，剩余一个孔洞与另一单体层的细管相连，构成所述三维网状立体结构的火焰加速装置。
上述技术方案中，优选地，所述容器内设有温度传感器。
本发明提供一种用测量气体爆炸超压后果影响的方法，为研究测试模拟不同的爆炸超压对不同材料结构破坏情况提供技术条件保障，可按照需求排列障碍物以便产生所需的超压；与测量气体爆炸超压对结构影响的实验装置相比，本发明提供了呈三维网状立体结构的火焰加速装置，实现通过改变火焰加速装置的间距及层数达到改变爆炸超压值的目的，可实现同一容器产生多种超压值的效果，同时通过精确的燃料控制达到提供超压稳定的效果，取得了较好的技术效果。
附图说明
图1为本发明所述方法的装置结构示意图；
图2为火焰加速装置的三维结构示意图；
图3为火焰加速装置单体层结构拆解示意图；
图4为火焰加速装置单体前后视图。
图1～图4中，1为容器；2为泄压口；3为固定装置；4为压力传感器；5为点火装置；6为氧气储罐；7为爆炸气体储罐；8为氧气计量仪；9为阀门；10为控制计算机；11为火焰加速装置；12为待测物体；13为透明观察窗口；14为爆炸气体计量仪；15为横管；16为细管；17为孔洞。
下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。
具体实施方式
【实施例1】
本发明提供一种用于测量气体爆炸超压对结构影响的实验装置，如图1所示，包括：由四片不锈钢板用螺栓和橡胶垫片固定密封组成的耐压密闭的容器1，容器1为长方柱形，靠近火焰加速装置11及待测物体12附近壁面上设置有透明观察窗口13，靠近器壁右侧尾部设有泄压口2，一旦超压，泄压口2上的防爆片就会自动破裂实现安全泄压；氧气储罐6经氧气计量仪8后与其中一个进气口相连，爆炸气体储罐7经爆炸气体计量仪14后与另一个进气口相连，容器内设有温度传感器、压力传感器4和点火装置5，测试传感器通过固定在器壁上的导线与控制计算机10相连接；容器内安置有火焰加速装置11及经固定装置3固定的待测物体12，火焰加速装置呈三维网状立体结构并与器壁经螺栓固定相连接。固定装置3与器壁之间经导轨连接，两侧均可调节，实验时按照被测物厚度调整到位后固定螺栓。
所述火焰加速装置由多个单体组合成三维网状立体结构，所述单体结构包括三个横管、三个细管和三个孔洞，每根细管位于每根横管的一端，其直径小于横管，且细管长度方向的中心线与横管长度方向的中心线重合，每根横管的另一端均设有一个孔洞，孔洞深度方向的中心线与横管长度方向的中心线重合，孔洞直径等于细管外径，所述三个横管相互垂直，且设有孔洞的一端交接在一起，三个孔洞中的其中任意两个孔洞位于同一平面上，所述位于同一平面上的两个孔洞连接其它单体的细管，形成单体层，剩余一个孔洞与另一单体层的细管相连，构成所述三维网状立体结构的火焰加速装置。
燃气采用甲烷，点火装置采用脉冲点火器，压力测量采用快速响应压力传感器。
实验时，先按照需求选择好合适的火焰加速装置，布设并固定好装置，调试好压力、温度传感器，密封并固定好容器尾端的泄压口，分别打开燃气储罐及氧气储罐阀门，通过计量仪控制设定好的量，分别关闭燃气储罐及氧气储罐阀门及与容器相连阀门，待燃气与氧气在容器混合均匀后，启动点火装置进行点火，压力传感器和温度传感器分别显示在待测点位置处的压力和温度值；爆炸后的尾气由容器尾端的泄压口释放出来。测试结束后，把被测物体固定在容器内的固定装置内，按照上述步骤进行重复实验，通过设置在测试段附近的透明观察窗口可以观察记录到该爆炸超压值下的被测物受影响过程。由于可以通过改变火焰加速装置的间距及层数达到改变爆炸超压值的目的，可以实现不同超压情况下的被测物测试结果。本发明不仅可以测量不同超压情况下的受测物质的受损情况，还能用于研究不同障碍物情况下火焰的传播规律及其微观结构，可用于具有复杂障碍物情况下的石化企业气体爆炸机理研究。

Claims (7)

1.一种测量气体爆炸超压后果影响的方法，在气体爆炸超压后果影响测量实验装置上首先进行不放置待测物体的气体爆炸超压后果影响实验，然后进行放置待测物体的气体爆炸超压后果影响实验，通过改变火焰加速装置的间距及层数改变爆炸超压值，进行不同超压情况下的待测物体的测试；其中所述气体爆炸超压后果影响测量实验装置包括耐压密闭容器、点火装置、火焰加速装置、压力传感器、待测物体，容器的一端设有至少两个进气口，氧气储罐经氧气计量仪后与其中一个进气口相连，爆炸气体储罐经爆炸气体计量仪后与另一个进气口相连，在容器内沿气体流动方向上依次设有点火装置、火焰加速装置、压力传感器、固定在容器上的待测物体，容器的另一端设有泄压口；所述氧气计量仪、爆炸气体计量仪、点火装置、压力传感器均与控制计算机相连，所述容器器壁上设有至少一个透明观察窗口；所述火焰加速装置由多个单体组合成三维网状立体结构，所述单体结构包括三个横管、三个细管和三个孔洞，每根细管位于每根横管的一端，其直径小于横管，且细管长度方向的中心线与横管长度方向的中心线重合，每根横管的另一端均设有一个孔洞，孔洞深度方向的中心线与横管长度方向的中心线重合，孔洞直径等于细管外径，所述三个横管相互垂直，且设有孔洞的一端交接在一起，三个孔洞中的其中任意两个孔洞位于同一平面上，所述位于同一平面上的两个孔洞连接其它单体的细管，形成单体层，剩余一个孔洞与另一单体层的细管相连，构成所述三维网状立体结构的火焰加速装置。
2.根据权利要求1所述测量气体爆炸超压后果影响的方法，其特征在于所述容器由四片不锈钢板用螺栓和橡胶垫片固定密封而成。
3.根据权利要求1所述测量气体爆炸超压后果影响的方法，其特征在于所述透明观察窗口有两个，分别设置在靠近火焰加速装置处、待测物体附近的壁面上。
4.根据权利要求1所述测量气体爆炸超压后果影响的方法，其特征在于所述泄压口上设有防爆片。
5.根据权利要求1所述测量气体爆炸超压后果影响的方法，其特征在于所述火焰加速装置呈三维网状立体结构并与器壁经螺栓固定相连接。
6.根据权利要求1所述测量气体爆炸超压后果影响的方法，其特征在于固定待测物体的固定装置与器壁之间经导轨连接，两侧均可调节。
7.根据权利要求1所述测量气体爆炸超压后果影响的方法，其特征在于所述容器内设有温度传感器。
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