CN111157228A - 一种阻火器局部阻力损失系数的测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阻火器局部阻力损失系数的测试系统及方法，属于石油化工行业中火焰蔓延的阻断技术领域，具体涉及一种实现阻火器前后端管道内实验气体压力、温度与流量变化的监控测试装置以及一种可压缩气体在试验管道内流动过程中综合考虑压力、温度与流量的局部阻力损失系数的计算方法。本发明装置包括机械结构单元与电控数据采集单元，可以正确地测量阻火器所造成的局部阻力损失数据，对于提高阻火器使用过程中的可靠性，完善阻火器测试中相应的理论体系与技术规范具有一定的帮助。

Description

一种阻火器局部阻力损失系数的测试系统及方法

技术领域

本发明属于石油化工行业中火焰蔓延的阻断技术领域，具体涉及一种阻火器局部阻力损失系数的测试系统及方法。

背景技术

阻火器可用来阻止可燃易爆气体或液体蒸汽火焰在工业设备管道内蔓延传播，在石油化工、天然气等企业中发挥着重要作用。为了保证阻火器阻燃阻爆性能，保障安全生产，正确测量阻火器的规格参数尤其是阻火器所造成的局部阻力损失数据显得尤为重要。但是国内阻火器性能测试的专业型式实验设备和测试系统还有较大空缺，相对完整的理论体系与技术规范和相关的性能测试方法还不完善，极大降低了阻火器在使用过程中的可靠性。

国内相关研究人员在相关理论基础上提出了一种石油储罐阻火器压力损失的测量装置，专利号2014201412361.6，专利名称《一种石油储罐阻火器压力损失和通气量检测装置》公开了一种石油储罐阻火器压力损失和通气量检测装置。但是测得的阻力损失包括了气体在管道中流动时所造成的沿程阻力损失，阻力损失也与试验管道参数有关，并不能准确反映阻火器造成的局部阻力损失；其次通过风机输送进管道过程中流量可能会产生脉动，以及试验介质是空气，最后的实验结果会与真实值有一定的偏差。目前可以同该领域相联系的有：专利号20169121226121.2，专利名称《阻火器阻爆性能检测方法》公开了了一种阻火器阻爆性能检测方法。专利号2012095360310.X，专利名称《一种可燃气体管道阻火器性能检测装置》公开了一种可燃气体管道阻火器性能检测装置。但这些专利只是针对阻火器的某一特定使用性能进行了实验与测试，无法实现测量试验气体在通过阻火器时造成的局部阻力损失，并且实验过程中的操作方式均有一定不足，造成所测得数据具有一定的误差。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种阻火器局部阻力损失系数的测试系统及方法。着眼于石油化工工业的安全防护领域，通过该装置实现阻火器前后端管道内实验气体压力、温度与流量变化的监控。提出了一种可压缩气体在试验管道内流动过程中综合考虑压力、温度与流量的局部阻力损失系数的计算方法。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：

一种阻火器局部阻力损失系数的测试系统，包括机械结构单元与电控数据采集单元；所述机械结构单元包括风机1、贮气罐2、管道通断阀31、流量调节阀32、阻火器6、支架101、102、直径相同的试验管道91、92、93、94、95、未保护侧温度传感器111、保护侧温度传感器112；所述电控数据采集单元包括未保护侧流量计41、保护侧流量计42、未保护侧压力传感器51、保护侧压力传感器52、通讯模块7、数据处理服务器8、贮气罐正负压力表12、网线13、信号屏蔽线14；

所述试验管道91两端分别连接于风机1出气口、贮气罐2进气口，连接方式为法兰连接；所述管道通断阀31两端分别连接于贮气罐2出气口、试验管道92入口端，连接方式为法兰连接；距离贮气罐2顶部一定高度的罐体上径向对中位置开一个测压孔211，孔的边缘需清理并使其成为锐角或一定倒角，孔的四周平整无毛刺；在测压孔211上垂直于贮气罐2罐体轴线焊接测压孔导管213，所述测压孔导管213的内径大于测压孔径，所述贮气罐正负压力表12连接在测压孔导管213上；所述未保护侧流量计41两端分别连接于试验管道92出口端、试验管道93入口端，连接方式为法兰连接；

所述试验管道93的圆周上均匀分布有N个垂直于管壁的测压孔931，在每个测压孔931上垂直于管道轴线焊接测压孔导管932；所述试验管道94与试验管道93同一截面的圆周上也均匀分布有N个垂直于管壁的测压孔941，在每个测压孔941上垂直于管道轴线焊接测压孔导管942，所述测压孔导管932、942的内径大于测压孔径，所述未保护侧压力传感器51连接在测压孔导管932上，所述保护侧压力传感器52连接在测压孔导管942上；

所述试验管道93径向对中位置开一个测温孔935，在测温孔935上垂直于管道轴线焊接测温孔导管933；所述试验管道94径向对中位置开一个测温孔945，在测温孔945上垂直于管道轴线焊接测温孔导管943；所述测温孔导管933、943的内径大于测温孔径，所述未保护侧温度传感器111连接在测温孔导管933上；所述保护侧温度传感器112连接在测温孔导管943上；

所述阻火器6两端分别连接于试验管道93出口端、试验管道94入口端，连接方式为法兰连接；所述保护侧流量计42两端分别连接于试验管道94出口端、试验管道95入口端，连接方式为法兰连接；所述试验管道95出口端与流量调节阀32通过法兰连接；所述试验管道91～95内径D与阻火器6公称通径相等，试验管道内壁光滑平整；所述试验管道91～95位于一条直线上；所述试验管道92、95分别通过支架102、101水平支撑；

所述未保护侧流量计41、保护侧流量计42的输出信号分别通过屏蔽信号线14输入到数据处理服务器8；

所述未保护侧压力传感器51、保护侧压力传感器52分别设置N个，未保护侧压力传感器51分别连接在试验管道93上均匀布设的测压孔导管932，保护侧压力传感器52分别连接在试验管道94上均匀布设的测压孔导管942；未保护侧压力传感器51、保护侧压力传感器52的采集元件分别和试验管道93、94的内壁平齐，未保护侧压力传感器51、保护侧压力传感器52的变送元件分别通过屏蔽信号线14连接在通讯模块7的信号采集入口；

所述未保护侧温度传感器111通过螺纹连接在试验管道93上测温孔导管933的螺纹孔上，未保护侧温度传感器111的探头位于试验管道93轴线上；所述保护侧温度传感器112通过螺纹连接在试验管道94上测温孔导管943的螺纹孔上，保护侧温度传感器112的探头位于试验管道94轴线上；所述未保护侧温度传感器111、保护侧温度传感器112的输出信号分别通过屏蔽信号线14输入到数据处理服务器8；所述通讯模块7通过网线13与数据处理服务器8相连，通过数据处理服务器8实现对数据的处理、记录和存储。

优选的，所述测压孔导管213的直径不超过贮气罐2罐体直径的1/3，导管远离罐体端的内孔为螺纹孔，所述贮气罐正负压力表12通过螺纹连接在测压孔导管213上；所述测压孔导管932、942、测温孔导管933、943的直径不超过管道直径的1/3，所述导管远离管道端的内孔为螺纹孔，所述未保护侧压力传感器51通过螺纹连接在测压孔导管932上，所述保护侧压力传感器52通过螺纹连接在测压孔导管942上；所述未保护侧温度传感器111通过螺纹连接在测温孔导管933上；所述保护侧温度传感器112通过螺纹连接在测温孔导管943上。

优选的，所述测压孔931、测压孔941、未保护侧压力传感器51、保护侧压力传感器52分别设置四个。

优选的，阻火器6入口侧所连接的试验管道93的长度L₁≥6D；阻火器6出口侧所连接的试验管道94的长度L₂≥4D；阻火器6两端流量计41、42到阻火器6的距离为2D；阻火器6两端测压孔931、941到阻火器6的距离小于2D；阻火器6两端测温孔935、945到阻火器6的距离小于D。

根据所述测试系统实现的一种阻火器局部阻力损失系数的测试方法，包括以下步骤：

S1，测试开始前，对贮气罐正负压力表12、未保护侧压力传感器51、保护侧压力传感器52、未保护侧温度传感器111、保护侧温度传感器112、未保护侧流量计41、保护侧流量计42进行归零校准；检查测试系统各部件安装连接，检查完成后进入步骤S2；

S2，打开管道通断阀31，关闭流量调节阀32，启动风机1向贮气罐2内输入空气介质，根据贮气罐正负压力表12读数变化检查测试系统的气密性；

S3，若满足气密性要求，进行局部阻力系数的测量实验，若气密性未达到要求，则检查测试系统的管路连接，并重新进行气密性检验，直到满足气密性要求；所述满足气密性要求是指t₁分钟后压力表压力数值的降低值小于p；

S4，启动风机1，打开管道通断阀31、流量调节阀32，保持一段时间直到贮气罐正负压力表12示数稳定，启动数据处理服务器8，读取记录未保护侧流量计41、保护侧流量计42的测量数据Q₁、Q₂；

S5，分别读取N个未保护侧压力传感器51、N个保护侧压力传感器52的数值，计算得到阻火器6未保护侧和保护侧的平均静压P₁、P₂；

S6，计算实验气体在未保护侧流量计41和保护侧流量计42处的流速v₁、v₂；

S7，将气体等效为不可压缩流体，得到相应的伯努利方程，根据伯努利方程计算得到局部阻力损失h_j；

S8，根据步骤S7所得局部阻力损失h_j计算局部阻力损失系数ξ；

S9，重复调节a次流量调节阀32，改变通过阻火器6的气体介质的流量与压力，贮气罐正负压力表12示数稳定后启动数据处理服务器8，分别测得a个局部阻力损失系数ξ并取算数平均值，该算术平均值即为当前阻火器6的局部阻力损失系数。

优选的，步骤S3中，t₁取值为3，p取值为0.1Mpa；步骤S9中，a取值为3。

进一步，所述步骤S5，计算得到阻火器6未保护侧和保护侧的平均静压P₁、P₂；具体包括：

读取N个未保护侧压力传感器51的数值，计算得到N点静压算数平均值；所得N点静压算数平均值为阻火器6未保护侧截面上的平均静压；每t₂分钟读取一次数值，共读取b次，取平均值即为最终的阻火器6未保护侧平均静压P₁；

读取N个保护侧压力传感器52的数值，计算得到N点静压算数平均值；所得N点静压算数平均值为阻火器6保护侧截面上的平均静压，每t₂分钟读取一次数值，共读取b次，取平均值即为最终的阻火器6保护侧平均静压P₂。

优选的，t₂取值为1，b取值为3。

进一步，所述步骤S6，流速v₁、v₂计算公式如下：

其中，Q₁、Q₂分别为未保护侧流量计41、保护侧流量计42的的测量数据，D为试验管道直径。

进一步，所述步骤S7，根据完全气体状态方程的变形式：PV＝nRT，其中n为摩尔，R为气体摩尔常数，T为温度，V为气体体积，在温度T不变情况下，气体体积V不发生改变，则压力P不变，将气体等效为不可压缩流体，得到如下伯努利方程：

其中，g为重力加速度；ρ为气体的密度；v₁、v₂分别为实验气体在未保护侧流量计41和保护侧流量计42处的流速；h₁、h₂分别为阻火器未保护侧和保护侧管道轴线高度；h_j为局部阻力损失；试验管道水平放置，则h₁＝h₂；

根据上述伯努利方程计算得到局部阻力损失h_j。

进一步，所述步骤S8，计算局部阻力损失系数ξ公式如下：

其中，ξ是所求的局部阻力损失系数；h_j为局部阻力损失；v₂为实验气体在保护侧流量计42处的流速；g为重力加速度。

优选的，所述步骤S9，每次调节流量调节阀32，流量的调节量为未保护侧流量计41或保护侧流量计42总量程的五分之一。

有益效果：与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益的技术效果：

本发明提出了一种阻火器局部阻力损失系数的测试系统，通过分析局部阻力损失系数，可以实现阻火器性能改进，结构优化的目的。填补了我国相关领域的空白。本发明可以实时监测阻火器进保护侧与未保护侧压力、温度与流量的变化，可以准确求得可压缩实验气体介质在流经阻火器时综合考虑压力、流量、温度所造成的局部阻力损失以及对应的局部阻力损失系数。

附图说明

图1是本发明测试系统的整体示意图；

图2是本发明贮气罐结构；

图3是本发明试验管道开孔示意图；

附图标记说明：1-风机；2-贮气罐；211-测压孔；212-测压孔导管螺纹；213-测压孔导管；22-贮气罐入口；23-贮气罐出口；31-管道通断阀；32-流量调节阀；41-未保护侧流量计；42-保护侧流量计；51-未保护侧压力传感器；52-保护侧压力传感器；6-阻火器；7-通讯模块；8-数据处理服务器；91、92、93、94、95-试验管道；931、941-测压孔；932、942-测压孔导管；933、943-测温孔导管；934、944-测温孔导管螺纹；935、945-测温孔；101、102-支架；111-未保护侧温度传感器；112-保护侧温度传感器；12-贮气罐正负压力表；13-网线；14-信号屏蔽线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。

本发明所述的一种阻火器局部阻力损失系数的测试系统，包括机械结构单元与电控数据采集单元；所述机械结构单元包括风机1、贮气罐2、管道通断阀31、流量调节阀32、阻火器6、支架101、102、直径相同的试验管道91、92、93、94、95、未保护侧温度传感器111、保护侧温度传感器112；所述电控数据采集单元包括未保护侧流量计41、保护侧流量计42、未保护侧压力传感器51、保护侧压力传感器52、通讯模块7、数据处理服务器8、贮气罐正负压力表12、网线13、信号屏蔽线14；

所述试验管道91两端分别连接于风机1出气口、贮气罐2进气口，连接方式为法兰连接；所述管道通断阀31两端分别连接于贮气罐2出气口、试验管道92入口端，连接方式为法兰连接；距离贮气罐2顶部为罐体总高度的1/3处径向对中位置开一个测压孔211，孔的边缘需清理并使其成为锐角或一定倒角，孔的四周平整无毛刺；在测压孔211上垂直于贮气罐2罐体轴线焊接测压孔导管213，所述测压孔导管213的内径大于测压孔径，所述贮气罐正负压力表12连接在测压孔导管213上；所述未保护侧流量计41两端分别连接于试验管道92出口端、试验管道93入口端，连接方式为法兰连接；

所述试验管道93的圆周上均匀分布有N个垂直于管壁的测压孔931，在每个测压孔931上垂直于管道轴线焊接测压孔导管932；所述试验管道94与试验管道93同一截面的圆周上也均匀分布有N个垂直于管壁的测压孔941，在每个测压孔941上垂直于管道轴线焊接测压孔导管942，所述测压孔导管932、942的内径大于测压孔径，所述未保护侧压力传感器51连接在测压孔导管932上，所述保护侧压力传感器52连接在测压孔导管942上；

所述试验管道93径向对中位置开一个测温孔935，在测温孔935上垂直于管道轴线焊接测温孔导管933；所述试验管道94径向对中位置开一个测温孔945，在测温孔945上垂直于管道轴线焊接测温孔导管943；所述测温孔导管933、943的内径大于测温孔径，所述未保护侧温度传感器111连接在测温孔导管933上；所述保护侧温度传感器112连接在测温孔导管943上；

所述阻火器6两端分别连接于试验管道93出口端、试验管道94入口端，连接方式为法兰连接；所述保护侧流量计42两端分别连接于试验管道94出口端、试验管道95入口端，连接方式为法兰连接；所述试验管道95出口端与流量调节阀32通过法兰连接；所述试验管道91～95内径D与阻火器6公称通径相等，试验管道内壁光滑平整；所述试验管道91～95位于一条直线上；所述试验管道92、95分别通过支架102、101水平支撑；

所述未保护侧流量计41、保护侧流量计42的输出信号分别通过屏蔽信号线14输入到数据处理服务器8；

所述未保护侧压力传感器51、保护侧压力传感器52分别设置N个，未保护侧压力传感器51分别连接在试验管道93上均匀布设的测压孔导管932，保护侧压力传感器52分别连接在试验管道94上均匀布设的测压孔导管942；未保护侧压力传感器51、保护侧压力传感器52的采集元件分别和试验管道93、94的内壁平齐，未保护侧压力传感器51、保护侧压力传感器52的变送元件分别通过屏蔽信号线14连接在通讯模块7的信号采集入口；

所述未保护侧温度传感器111通过螺纹连接在试验管道93上测温孔导管933的螺纹孔上，未保护侧温度传感器111的探头位于试验管道93轴线上；所述保护侧温度传感器112通过螺纹连接在试验管道94上测温孔导管943的螺纹孔上，保护侧温度传感器112的探头位于试验管道94轴线上；所述未保护侧温度传感器111、保护侧温度传感器112的输出信号分别通过屏蔽信号线14输入到数据处理服务器8；所述通讯模块7通过网线13与数据处理服务器8相连，通过数据处理服务器8实现对数据的处理、记录和存储。

阻火器6入口侧所连接的试验管道93的长度L₁≥6D；

阻火器6出口侧所连接的试验管道94的长度L₂≥4D；

阻火器6两端流量计41、42到阻火器6的距离为2D；

阻火器6两端测压孔931、941到阻火器6的距离小于2D；

阻火器6两端测温孔935、945到阻火器6的距离小于D。

本实施例中，所述测压孔导管213的直径不超过贮气罐2罐体直径的1/3，导管远离罐体端的内孔为螺纹孔，所述贮气罐正负压力表12通过螺纹连接在测压孔导管213上。

本实施例中，所述测压孔导管932、942、测温孔导管933、943的直径不超过管道直径的1/3，所述导管远离管道端的内孔为螺纹孔，所述未保护侧压力传感器51通过螺纹连接在测压孔导管932上，所述保护侧压力传感器52通过螺纹连接在测压孔导管942上；所述未保护侧温度传感器111通过螺纹连接在测温孔导管933上；所述保护侧温度传感器112通过螺纹连接在测温孔导管943上。未保护侧温度传感器111、保护侧温度传感器112的分辨率不低于0.1℃。

本实施例中，所述测压孔931、测压孔941、未保护侧压力传感器51、保护侧压力传感器52分别设置四个，并采用精度等级不低于0.4级，量程为所测压力值的1.5～3倍的压力传感器。

本实施例中，气源的供气方式选择风机1进行直接供气。风机1出口端与阻火器6进口端中间设置贮气罐2，以保证气体介质能够稳定的输入阻火器6，提高所测实验数据的准确性。实验装置连接前保证阻火器6清理干净。

根据所述测试系统实现的一种阻火器局部阻力损失系数测试方法，包括以下步骤：

S1，测试开始前，对贮气罐正负压力表12、未保护侧压力传感器51、保护侧压力传感器52、未保护侧温度传感器111、保护侧温度传感器112、未保护侧流量计41、保护侧流量计42进行归零校准；检查测试系统各部件安装连接，检查完成后进入步骤S2；

S2，打开管道通断阀31，关闭流量调节阀32，启动风机1向贮气罐2内输入空气介质，根据贮气罐正负压力表12读数变化检查测试系统的气密性；

S3，若满足气密性要求，进行局部阻力系数的测量实验，若气密性未达到要求，则检查测试系统的管路连接，并重新进行气密性检验，直到满足气密性要求；所述满足气密性要求是指3分钟后压力表压力数值的降低值小于0.1Mpa；

S4，启动风机1，打开管道通断阀31、流量调节阀32，保持一段时间直到贮气罐正负压力表12示数稳定，即脉动值控制在被测压差的2％以下，启动数据处理服务器8，读取记录未保护侧流量计41、保护侧流量计42的测量数据Q₁、Q₂；

S5，分别读取N个未保护侧压力传感器51、N个保护侧压力传感器52的数值，计算得到阻火器6未保护侧和保护侧的平均静压P₁、P₂；具体包括：

读取N个未保护侧压力传感器51的数值，计算得到N点静压算数平均值；所得N点静压算数平均值为阻火器6未保护侧截面上的平均静压；每1分钟读取一次数值，共读取3次，取平均值即为最终的阻火器6未保护侧平均静压P₁；

读取N个保护侧压力传感器52的数值，计算得到N点静压算数平均值；所得N点静压算数平均值为阻火器6保护侧截面上的平均静压，每1分钟读取一次数值，共读取3次，取平均值即为最终的阻火器6保护侧平均静压P₂。

S6，计算实验气体在未保护侧流量计41和保护侧流量计42处的流速v₁、v₂；公式如下：

其中，Q₁、Q₂分别为未保护侧流量计41、保护侧流量计42的的测量数据，D为试验管道直径。

S7，将气体等效为不可压缩流体，得到相应的伯努利方程，根据伯努利方程计算得到局部阻力损失h_j；具体为：

根据完全气体状态方程的变形式：PV＝nRT，其中n为摩尔，R为气体摩尔常数，T为温度，V为气体体积，在温度T不变情况下，气体体积V不发生改变，则压力P不变，将气体等效为不可压缩流体，得到如下伯努利方程：

其中，g为重力加速度；ρ为气体的密度；v₁、v₂分别为实验气体在未保护侧流量计41和保护侧流量计42处的流速；h₁、h₂分别为阻火器未保护侧和保护侧管道轴线高度；h_j为局部阻力损失；试验管道水平放置，则h₁＝h₂；

根据上述伯努利方程计算得到局部阻力损失h_j。

S8，根据步骤S7所得局部阻力损失h_j计算局部阻力损失系数ξ；公式如下：

其中，ξ是所求的局部阻力损失系数；h_j为局部阻力损失；v₂为实验气体在保护侧流量计42处的流速；g为重力加速度。

S9，重复调节3次流量调节阀32，改变通过阻火器6的气体介质的流量与压力，贮气罐正负压力表12示数稳定后启动数据处理服务器8，分别测得3个局部阻力损失系数ξ并取算数平均值，该算术平均值即为当前阻火器6的局部阻力损失系数。其中，每次调节流量调节阀32，流量的调节量为未保护侧流量计41或保护侧流量计42总量程的五分之一。

Claims (10)

1.一种阻火器局部阻力损失系数的测试系统，其特征在于：包括机械结构单元与电控数据采集单元；所述机械结构单元包括风机(1)、贮气罐(2)、管道通断阀(31)、流量调节阀(32)、阻火器(6)、支架(101)、(102)、直径相同的试验管道(91)、(92)、(93)、(94)、(95)、未保护侧温度传感器(111)、保护侧温度传感器(112)；所述电控数据采集单元包括未保护侧流量计(41)、保护侧流量计(42)、未保护侧压力传感器(51)、保护侧压力传感器(52)、通讯模块(7)、数据处理服务器(8)、贮气罐正负压力表(12)、网线(13)、信号屏蔽线(14)；

所述试验管道(91)两端分别连接于风机(1)出气口、贮气罐(2)进气口，连接方式为法兰连接；所述管道通断阀(31)两端分别连接于贮气罐(2)出气口、试验管道(92)入口端，连接方式为法兰连接；距离贮气罐(2)顶部一定高度的罐体上径向对中位置开一个测压孔(211)，在测压孔(211)上垂直于贮气罐(2)罐体轴线焊接测压孔导管(213)，所述测压孔导管(213)的内径大于测压孔径，所述贮气罐正负压力表(12)连接在测压孔导管(213)上；所述未保护侧流量计(41)两端分别连接于试验管道(92)出口端、试验管道(93)入口端，连接方式为法兰连接；

所述试验管道(93)的圆周上均匀分布有N个垂直于管壁的测压孔(931)，在每个测压孔(931)上垂直于管道轴线焊接测压孔导管(932)；所述试验管道(94)与试验管道(93)同一截面的圆周上也均匀分布有N个垂直于管壁的测压孔(941)，在每个测压孔(941)上垂直于管道轴线焊接测压孔导管(942)，所述测压孔导管(932)、(942)的内径大于测压孔径，所述未保护侧压力传感器(51)连接在测压孔导管(932)上，所述保护侧压力传感器(52)连接在测压孔导管(942)上；

所述试验管道(93)径向对中位置开一个测温孔(935)，在测温孔(935)上垂直于管道轴线焊接测温孔导管(933)；所述试验管道(94)径向对中位置开一个测温孔(945)，在测温孔(945)上垂直于管道轴线焊接测温孔导管(943)；所述测温孔导管(933)、(943)的内径大于测温孔径，所述未保护侧温度传感器(111)连接在测温孔导管(933)上；所述保护侧温度传感器(112)连接在测温孔导管(943)上；

所述阻火器(6)两端分别连接于试验管道(93)出口端、试验管道(94)入口端，连接方式为法兰连接；所述保护侧流量计(42)两端分别连接于试验管道(94)出口端、试验管道(95)入口端，连接方式为法兰连接；所述试验管道(95)出口端与流量调节阀(32)通过法兰连接；所述试验管道(91)～(95)内径D与阻火器(6)公称通径相等，试验管道内壁光滑平整；所述试验管道(91)～(95)位于一条直线上；所述试验管道(92)、(95)分别通过支架(102)、(101)水平支撑；

所述未保护侧流量计(41)、保护侧流量计(42)的输出信号分别通过屏蔽信号线(14)输入到数据处理服务器(8)；

所述未保护侧压力传感器(51)、保护侧压力传感器(52)分别设置N个，未保护侧压力传感器(51)分别连接在试验管道(93)上均匀布设的测压孔导管(932)，保护侧压力传感器(52)分别连接在试验管道(94)上均匀布设的测压孔导管(942)；未保护侧压力传感器(51)、保护侧压力传感器(52)的采集元件分别和试验管道(93)、(94)的内壁平齐，未保护侧压力传感器(51)、保护侧压力传感器(52)的变送元件分别通过屏蔽信号线(14)连接在通讯模块(7)的信号采集入口；

所述未保护侧温度传感器(111)通过螺纹连接在试验管道(93)上测温孔导管(933)的螺纹孔上，未保护侧温度传感器(111)的探头位于试验管道(93)轴线上；所述保护侧温度传感器(112)通过螺纹连接在试验管道(94)上测温孔导管(943)的螺纹孔上，保护侧温度传感器(112)的探头位于试验管道(94)轴线上；所述未保护侧温度传感器(111)、保护侧温度传感器(112)的输出信号分别通过屏蔽信号线(14)输入到数据处理服务器(8)；所述通讯模块(7)通过网线(13)与数据处理服务器(8)相连。

2.根据权利要求1所述的一种阻火器局部阻力损失系数的测试系统，其特征在于：所述测压孔导管(213)的直径不超过贮气罐(2)罐体直径的1/3，导管远离罐体端的内孔为螺纹孔，所述贮气罐正负压力表(12)通过螺纹连接在测压孔导管(213)上；所述测压孔导管(932)、(942)、测温孔导管(933)、(943)的直径不超过管道直径的1/3，所述导管远离管道端的内孔为螺纹孔，所述未保护侧压力传感器(51)通过螺纹连接在测压孔导管(932)上，所述保护侧压力传感器(52)通过螺纹连接在测压孔导管(942)上；所述未保护侧温度传感器(111)通过螺纹连接在测温孔导管(933)上；所述保护侧温度传感器(112)通过螺纹连接在测温孔导管(943)上。

3.根据权利要求1所述的一种阻火器局部阻力损失系数的测试系统，其特征在于：所述测压孔(931)、测压孔(941)、未保护侧压力传感器(51)、保护侧压力传感器(52)分别设置四个。

4.根据权利要求1-3任一所述的一种阻火器局部阻力损失系数的测试系统，其特征在于：阻火器(6)入口侧所连接的试验管道(93)的长度L₁≥6D；阻火器(6)出口侧所连接的试验管道(94)的长度L₂≥4D；阻火器(6)两端流量计(41)、(42)到阻火器(6)的距离为2D；阻火器(6)两端测压孔(931)、(941)到阻火器(6)的距离小于2D；阻火器(6)两端测温孔(935)、(945)到阻火器(6)的距离小于D。

5.基于权利要求1所述测试系统实现的一种阻火器局部阻力损失系数的测试方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1，测试开始前，对贮气罐正负压力表(12)、未保护侧压力传感器(51)、保护侧压力传感器(52)、未保护侧温度传感器(111)、保护侧温度传感器(112)、未保护侧流量计(41)、保护侧流量计(42)进行归零校准；检查测试系统各部件安装连接，检查完成后进入步骤S2；

S2，打开管道通断阀(31)，关闭流量调节阀(32)，启动风机(1)向贮气罐(2)内输入空气介质，根据贮气罐正负压力表(12)读数变化检查测试系统的气密性；

S3，若满足气密性要求，进行局部阻力系数的测量实验，若气密性未达到要求，则检查测试系统的管路连接，并重新进行气密性检验，直到满足气密性要求；所述满足气密性要求是指t₁分钟后压力表压力数值的降低值小于p；

S4，启动风机(1)，打开管道通断阀(31)、流量调节阀(32)，保持一段时间直到贮气罐正负压力表(12)示数稳定，启动数据处理服务器(8)，读取记录未保护侧流量计(41)、保护侧流量计(42)的测量数据Q₁、Q₂；

S5，分别读取N个未保护侧压力传感器(51)、N个保护侧压力传感器(52)的数值，计算得到阻火器(6)未保护侧和保护侧的平均静压P₁、P₂；

S6，计算实验气体在未保护侧流量计(41)和保护侧流量计(42)处的流速v₁、v₂；

S7，将气体等效为不可压缩流体，得到相应的伯努利方程，根据伯努利方程计算得到局部阻力损失h_j；

S8，根据步骤S7所得局部阻力损失h_j计算局部阻力损失系数ξ；

S9，重复调节a次流量调节阀(32)，改变通过阻火器(6)的气体介质的流量与压力，贮气罐正负压力表(12)示数稳定后启动数据处理服务器(8)，分别测得a个局部阻力损失系数ξ并取算数平均值，该算术平均值即为当前阻火器(6)的局部阻力损失系数。

6.根据权利要求5所述的一种阻火器局部阻力损失系数的测试方法，其特征在于：所述步骤S5，计算得到阻火器(6)未保护侧和保护侧的平均静压P₁、P₂；具体包括：

读取N个未保护侧压力传感器(51)的数值，计算得到N点静压算数平均值；所得N点静压算数平均值为阻火器(6)未保护侧截面上的平均静压；每t分钟读取一次数值，共读取b次，取平均值即为最终的阻火器(6)未保护侧平均静压P₁；

读取N个保护侧压力传感器(52)的数值，计算得到N点静压算数平均值；所得N点静压算数平均值为阻火器(6)保护侧截面上的平均静压，每t分钟读取一次数值，共读取b次，取平均值即为最终的阻火器(6)保护侧平均静压P₂。

7.根据权利要求5所述的一种阻火器局部阻力损失系数的测试方法，其特征在于：所述步骤S6，流速v₁、v₂计算公式如下：

其中，Q₁、Q₂分别为未保护侧流量计(41)、保护侧流量计(42)的的测量数据，D为试验管道直径。

8.根据权利要求5所述的一种阻火器局部阻力损失系数的测试方法，其特征在于：所述步骤S7，根据完全气体状态方程的变形式：PV＝nRT，其中n为摩尔，R为气体摩尔常数，T为温度，V为气体体积，在温度T不变情况下，气体体积V不发生改变，则压力P不变，将气体等效为不可压缩流体，得到如下伯努利方程：

其中，g为重力加速度；ρ为气体的密度；v₁、v₂分别为实验气体在未保护侧流量计(41)和保护侧流量计(42)处的流速；h₁、h₂分别为阻火器未保护侧和保护侧管道轴线高度；h_j为局部阻力损失；试验管道水平放置，则h₁＝h₂；

根据上述伯努利方程计算得到局部阻力损失h_j。

9.根据权利要求5所述的一种阻火器局部阻力损失系数的测试方法，其特征在于：所述步骤S8，计算局部阻力损失系数ξ公式如下：

其中，ξ是所求的局部阻力损失系数；h_j为局部阻力损失；v₂为实验气体在保护侧流量计(42)处的流速；g为重力加速度。

10.根据权利要求5-9任一所述的一种阻火器局部阻力损失系数的测试方法，其特征在于：所述步骤S9，每次调节流量调节阀(32)，流量的调节量为未保护侧流量计(41)或保护侧流量计(42)总量程的五分之一。

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