CN112834567B - 一种初始流态预混可燃气体/粉尘爆炸实验装置及方法 - Google Patents

一种初始流态预混可燃气体/粉尘爆炸实验装置及方法 Download PDF

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Abstract

一种初始流态预混可燃气体/粉尘爆炸实验装置,包括反应容器、配气系统、高压点火系统、数据采集系统、高速摄像/纹影系统、循环风扇系统和温控系统,反应容器右侧安装循环风扇系统,数据采集系统包括电脑、数据采集仪、同步控制器、离子探针以及压力传感器和温度传感器,高压点火系统包括可变能量点火器和点火电极,高速摄像/纹影系统包括高速相机、纹影仪,架设在两块石英玻璃观察窗口前,温控系统包括温控仪、位于反应容器外壁的加热装置和带加热功能的整流板。进行不同初始流速条件下可燃气体/粉尘爆炸实验,并且可以改变混合物的初始温度和压力,采用密闭的环形管道作为反应容器,能够确保可燃气体/粉尘在反应容器内处于相对稳定的初始流速和均匀分布,能够与实际情况更接近,能够更真实的揭示实际可燃气体/粉尘爆炸规律。

Description

一种初始流态预混可燃气体/粉尘爆炸实验装置及方法
技术领域
本发明涉及可燃气体/粉尘爆炸测试技术领域,具体涉及一种初始流态预混可燃气体/粉尘爆炸实验装置及方法。
背景技术
近些年,可燃气体/粉尘爆炸事故频发,造成重大的财产损失和人员伤亡。可燃气体爆炸是煤炭、石油化工、油气储运及城镇燃气等行业经常遇到的问题,矿井巷道内发生的瓦斯爆炸、管道运输或容器储存时都存在气体爆炸的危险。粉尘爆炸事故多发生于粉尘输送管道系统中和集尘排气管路系统。无论是车间的通风换气,设备的吸风除尘,使用气力输送系统是减少作业环境内粉尘飘散的最好选择,整个过程都在密封环境下进行操作。现有预混气体爆炸实验开展前气体一般处于静止状态,与实际条件存在偏差;对流动状态下的气体/粉尘爆炸实验一般在20L球形容器内开展实验,采用风扇和搅拌器带动可燃气体/粉尘旋转流动,难以定量描述可燃气体/粉尘混合物的流动状态。
基于以上所述,本发明对具有初始流速的均匀分布的可燃气体/粉尘爆炸实验进行研究,拟研制一套密闭条件下预混可燃气体/粉尘爆炸实验装置,模拟爆炸前管道气体/粉尘不同温度和压力下的均匀分布和流动状态,开展不同温度压力条件下具有初始流动状态的混合气体/粉尘管道爆炸实验。
发明内容
针对上述存在的问题,为了研究具有不同温度压力下有一定初始流速并均匀分布的可燃气体/粉尘爆炸特性,本发明提供一种不同初始流态下预混可燃气体/粉尘管道爆炸特征实验装置。
本发明的技术解决方案是:一种初始流态预混可燃气体/粉尘爆炸实验装置,其特征在于: 包括反应容器、配气/供粉系统、高压点火系统、数据采集系统、高速摄像/纹影系统、循环风扇系统和温控系统,所述反应容器截面为方型环状透明管道,所述反应容器上右下方设有进口,所述配气/供粉系统由气瓶、不锈钢细管和供粉装置以及阀门组成,所述配气/供粉系统与所述反应容器进口连接,所述反应容器下方设有出气口,所述反应容器出气口安装除粉装置,所述反应容器右侧安装所述循环风扇系统,所述数据采集系统包括电脑、数据采集仪、同步控制器、离子探针以及压力传感器和温度传感器,所述压力传感器、所述温度传感器安装在透明管道上并通过导线与所述数据采集仪电性连接,所述数据采集仪和所述同步控制器与所述电脑电性连接,所述高压点火系统为可变能量点火器,所述可变能量点火器安装在所述反应容器内并高于表面,所述可变能量点火器电极处设有所述离子探针,所述离子探针与所述同步控制器电性连接,所述高速摄像/纹影系统包括高速相机和纹影仪,所述高速相机与所述同步控制器和所述电脑电性连接,所述反应容器前后设有两块石英玻璃观察窗口,所述纹影仪架设在两块所述石英玻璃观察窗口前,便于拍摄管道内火焰动力学变化。
作为进一步的改进,其特征在于:所述反应容器上表面均设有测试口,所述测试口包括压力测试口、温度测试口和离子探针测试口,可记录下爆炸温度和压力,开展不同温度压力状态下的混合气体/粉尘管道爆炸试验,离子探针测试口可以用来采集点火时的离子流,确认点火引爆时间,从而触发同步控制器,进而控制采集系统和高速摄像系统同步工作。
作为进一步的改进,其特征在于:所述石英玻璃观察窗四周设有密封条,并用夹板和四氟乙烯夹持器固定于反应容器上,可以确保气密性,所述反应容器外壁除石英玻璃观察窗之外区域设有加热装置,可改变温度变量,开展不同温度下的混合气体/粉尘管道爆炸实验。
作为进一步的改进,其特征在于:所述配气系统包括合成气瓶,空气压缩机,缓冲罐(带压力表),所述合成气瓶上设有气瓶阀门,所述空气压缩机上方设有压缩机阀门,所述合成气瓶和所述空气压缩机通过管道与所述缓冲罐(带压力表)并联连接,所述缓冲罐(带压力表)左侧设有进气阀门A,右侧设有进气阀门B,所述缓冲罐(带压力表)与喷粉装置连接,所述喷粉装置包括粉尘注入口、注粉罐、粉尘阀门,在进气阀A和粉尘阀门之间设有旁路支管,在所述旁路支管设置旁路阀门,用于切断注粉罐与气路系统的连接,便于加注可燃粉尘,所述注粉罐上方设有进气阀门C,与所述反应容器之间设有粉尘阀门,粉尘阀门可控制粉尘进入速度,所述注粉罐设有透明观察窗,可监测粉尘注入进度,所述反应容器与缓冲罐(带压力表)之间设有旁路支管,并在旁路支管上设有旁路阀门。
作为进一步的改进,其特征在于:所述除粉装置与所述反应容器之间设有出气口阀门,所述除粉装置与真空泵连接,可防止粉尘进入真空泵,所述除粉装置与所述真空泵之间设有尾气处理三通阀,实现清洗气路和抽真空功能切换。
作为进一步的改进,其特征在于:所述循环风扇系统包括风扇、传动轴、密封器、调速电机,所述调速电机安装于反应器外部,可防止电机工作引爆粉尘或粉尘,提高了装置的安全性,所述风扇与所述转动轴连接,带动风扇转动,所述转动轴通过旋转所述密封器安装在管道壁上,确保反应容器气密性,所述风扇前设有整流板,可以使气体和粉尘流动稳定。
作为进一步的改进,所述温控系统包括温控仪、加热装置和整流板,所述加热装置位于所述反应容器外壁,所述加热装置和所述整流板通过导线分别与所述温控仪电性连接,所述整流板可加热,可分别从容器外部和内部加热可燃气体/粉尘,提高加热效率。
作为进一步的改进,其特征在于:按如下步骤:
步骤1:将上述可燃气体/粉尘爆炸实验装置的各个仪器设备连接好,搭建起完整的初始流态预混可燃气体/粉尘爆炸实验平台,安装并调试高速摄像/纹影系统,检查管道连接,检查各接口气密性,调试并校正数据采集系统,确保实验平台的搭建;
步骤2:关闭阀门(16),打开压缩机阀门(17)、进气阀A(18)、进气阀B(20)、进气阀C(23)、粉尘阀门(25)、旁路阀门(35)、出气口阀门(37),将尾气处理三通阀门(40)打开通至大气,打开空气压缩机(22),向整个回路输入干燥空气,清洗整个回路;
步骤3:关闭压缩机阀门(17)、空气压缩机(22),将尾气处理三通阀门(40)打开通至真空泵(39),启动真空泵(39),将反应容器(9)抽至真空后,关闭出气口阀门(37)、旁路阀门(35)、进气阀C(23)、粉尘阀门(25)和真空泵(39);
步骤4:开启电脑(3)、数据采集系统(4)、同步控制器(2)、高速摄像机(5)、纹影仪(8)和温控仪(1),改变温度变量达到指定数值,并准备记录实验数据;
步骤5:将称量的煤粉加入注粉罐(24)内,打开进气阀C(23)和粉尘阀门(25);
步骤6:根据气体状态方程,计算缓冲罐(带压力表)(19)中的预混气体压力;依据分压法确定预混气体中可燃气体与空气的分压,关闭进气阀B(20),打开气瓶阀门(16)、向缓冲罐(带压力表)(19)中先通入可燃气体,待缓冲罐(带压力表)(19)的压力表读数达到可燃气体的设定分压,关闭气瓶阀门(16);再打开压缩机阀门(17)向缓冲罐(带压力表)(19)中通入空气,使缓冲罐(带压力表)(19)中的压力达到预设压力,关闭进气阀A(18)、压缩机阀门(17)、空气压缩机(22),静置一段时间,待气体充分混合后,配置获得预设浓度的预混可燃气体;
步骤7:打开风扇(12),打开进气阀B(20)、进气阀C(23)、粉尘阀门(25),通过缓冲罐(带压力表)(19)内混合气体将注粉罐(24)内的煤粉混合一起注入到反应容器(9)内,通过调节粉尘阀门(25)控制注粉速度,通过风扇(12)和整流板(11),使粉尘和气体均匀稳定分布在管道内,等到煤粉和混合气全部进入到反应容器(9)后,关闭进气阀B(20),进气阀C(23),粉尘阀门(25),等待系统温度和流动稳定后,准备点火开始实验;
步骤8:通过可变能量点火器(30)点火,可变能量点火器为远程线控,通过数据采集系统记录实验数据,压力传感器(28)记录爆炸压力,温度传感器(29)记录温度变化,高速摄影机(5)和纹影仪(8)捕获火焰图像,获取爆炸过程中的火焰传播图像;
步骤9:等待反应结束,重复步骤2,准备下一次实验。
作为进一步的改进,其特征在于:从步骤1开始,重复以上操作,所有工况进行均进行3-5 次重复实验,确保实验和数据采集的准确性和可靠性。
本发明的有益效果是:本发明提供一种流动状态下的可燃气体/粉尘爆炸实验装置,可以进行不同初始流速条件下可燃气体/粉尘爆炸实验,并且可以改变混合物的初始温度和压力。采用密闭的环形管道作为反应容器,通过风扇推动气体/粉尘在环形管道内流动,通过整流板使气体平稳,能够确保可燃气体/粉尘在反应容器内处于相对稳定均匀的初始流速,能够与实际情况更接近,能够更真实的揭示实际可燃气体/粉尘爆炸规律,为可燃气体抑爆、泄爆提供理论依据。
附图说明
图1为本发明的实验装置结构示意图俯视图;
图2为本发明装置纹影系统可视窗口示意图;
图3为本发明装置点火位置剖面图;
图4为本发明装置传感器位置剖面图;
图5为本发明装置配气/注粉结构示意图。
其中:1-温控仪,2-同步控制器,3-电脑,4-数据采集仪,5-高速相机,6-透明管道,7-测试口,8-纹影仪,9-反应容器,10-进口,11-整流板,12-风扇,13-传动轴,14-密封器,15-调速电机,16-气瓶阀门,17-压缩机阀门,18-进气阀A,19-缓冲罐(带压力表),20-进气阀B,21-合成气气瓶,22-空气压缩机,23-进气阀C,24-注粉罐,25-粉尘阀门,26-注粉口,27-加热装置,28-压力传感器,29-温度传感器,30-可变能量点火器,31-四氟乙烯夹持器,32-夹板,33-石英玻璃观察窗,34-离子探针,35-旁路阀门,36-密封条,37-出气口阀门,38-除粉装置,39-真空泵,40-尾气处理三通阀。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解,下面将结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述,该实施例仅用于解释本发明,并不对本发明的保护范围构成限定。
如图,本实施例提供一种初始流态预混可燃气体/粉尘爆炸实验装置,其特征在于: 包括反应容器9、配气/供粉系统、高压点火系统、数据采集系统、高速摄像/纹影系统、循环风扇系统和温度控制系统,所述反应容器9截面为方型环状透明管道6,所述反应容器9上右下方设有进口10,所述配气/供粉系统由气瓶、不锈钢细管和供粉装置以及阀门组成,所述配气/供粉系统与所述反应容器9进口连接,所述反应容器9下方设有出气口,所述反应容器9出气口安装除粉装置38,所述反应容器9右侧安装所述循环风扇系统,所述数据采集系统包括电脑3、数据采集仪4、同步控制器2、离子探针34以及压力传感器28和温度传感器29,所述压力传感器28、所述温度传感器29安装在透明管道6上并通过导线与所述数据采集仪4电性连接,所述数据采集仪4和所述同步控制器2与所述电脑3电性连接,所述高压点火系统包括可变能量点火器30和点火电极,所述可变能量点火器30安装在所述反应容器9内并高于表面,所述可变能量点火器30电极处设有所述离子探针34,所述离子探针34与所述同步控制器2电性连接,所述高速摄像/纹影系统包括高速相机5和纹影仪8,所述高速相机5与所述同步控制器2和所述电脑3电性连接,所述反应容器9前后设有两块石英玻璃观察窗33,所述纹影仪8架设在两块所述石英玻璃观察窗33前,便于拍摄管道内火焰动力学变化。
所述反应容器9上表面均设有测试口7,所述测试口7包括压力测试口、温度测试口和离子探针测试口,可记录下不同温度和压力下的均匀分布和流动状态,开展不同温度压力状态下的混合气体/粉尘管道爆炸试验,离子探针测试口可以用来采集点火时的离子流,确认点火引爆时间,从而触发同步控制器,进而控制采集系统和高速摄像系统同步工作。
所述石英玻璃观察窗33四周设有密封条36,并用夹板32,和四氟乙烯夹持器31固定于反应容器9上,可以确保气密性,所述反应容器9外壁除石英玻璃观察窗33之外区域设有温控仪1,可改变温度变量,开展不同温度下的混合气体/粉尘管道爆炸实验。
所述配气系统包括合成气瓶21,空气压缩机22,缓冲罐(带压力表)19,所述合成气瓶21上设有气瓶阀门,所述空气压缩机22上方设有压缩机阀门17,所述合成气瓶21和所述空气压缩机22通过管道与所述缓冲罐(带压力表)19并联连接,所述缓冲罐(带压力表)19左侧设有进气阀A18,右侧设有进气阀B20,所述缓冲罐(带压力表)19与喷粉装置连接,所述喷粉装置包括粉尘注入口,注粉罐24,粉尘阀门25,所述注粉罐24上方设有进气阀C23,与所述反应容器9之间设有粉尘阀门25,粉尘阀门25可控制粉尘进入速度,所述注粉罐24为透明观察窗,可监测粉尘注入进度。
所述除粉装置38与所述反应容器9之间设有出气口阀门37,所述除粉装置38与真空泵39连接,所述除粉装置38与所述真空泵39之间设有尾气处理三通阀门40,在处理尾气时,可防止粉尘进入真空泵39。
所述循环风扇系统包括风扇12、传动轴13、密封器14、调速电机15,所述调速电机15安装于反应容器9外部,可防止电机工作引爆粉尘或粉尘,提高了装置的安全性,所述风扇12与所述转动轴13连接,带动风扇12转动,所述转动轴13通过旋转所述密封器14安装在管道壁上,确保反应容器9气密性,所述风扇12前设有整流板11,可以使气体和粉尘流动稳定。
所述温控系统包括温控仪1、加热装置27和整流板11,所述加热装置位于所述反应容器外壁,所述加热装置27和所述整流板11通过导线分别与所述温控仪1电性连接,所述整流板可加热,可分别从容器外部和内部加热可燃气体/粉尘,提高加热效率。
按如下步骤:
步骤1:将上述可燃气体/粉尘爆炸实验装置的各个仪器设备连接好,搭建起完整的初始流态预混可燃气体/粉尘爆炸实验平台,安装并调试高速摄像/纹影系统,检查管道连接,检查各接口气密性,调试并校正数据采集系统,确保实验平台的搭建;
步骤2:关闭阀门16,打开压缩机阀门17、进气阀A18、进气阀B20、进气阀C23、粉尘阀门25、旁路阀门35、出气口阀门37,将尾气处理三通阀40打开通至大气,打开空气压缩机22,向整个回路输入干燥空气,清洗整个回路;
步骤3:关闭压缩机阀门17、空气压塑机22,将尾气处理三通阀门40打开通至真空泵39,启动真空泵39,将反应容器9抽至真空后,关闭出气口阀门37、旁路阀门35、进气阀C23、粉尘阀门25和真空泵39;
步骤4:开启电脑3、数据采集系统4、同步控制器2、高速摄像机5、纹影仪8和温控仪1,改变温度变量达到指定数值,并准备记录实验数据;
步骤5:将称量的煤粉加入注粉罐24内,打开进气阀C23和粉尘阀门25;
步骤6:根据气体状态方程,计算缓冲罐(带压力表)19中的预混气体压力;依据分压法确定预混气体中可燃气体与空气的分压,关闭进气阀B20,打开气瓶阀门16、向缓冲罐(带压力表)19中先通入可燃气体,待缓冲罐(带压力表)19的压力表读数达到可燃气体的设定分压,关闭气瓶阀门16;再打开压缩机阀门17向缓冲罐(带压力表)19中通入空气,使缓冲罐(带压力表)19中的压力达到预设压力,关闭进气阀A18、压缩机阀门17、空气压缩机22,静置一段时间,待气体充分混合后,配置获得预设浓度的预混可燃气体;
步骤7:打开风扇12,打开进气阀B20、进气阀C23、粉尘阀门25,通过缓冲罐(带压力表)19内混合气体将注粉罐24内的煤粉混合一起注入到反应容器9内,通过调节粉尘阀门25控制注粉速度,通过风扇19和整流板11,使粉尘和气体均匀稳定分布在管道内,等到煤粉和混合气全部进入到反应容器9后,关闭进气阀B20、进气阀C23、粉尘阀门25,等待系统温度和流动稳定后,准备点火开始实验;
步骤8:通过可变能量点火器30点火,可变能量点火器为远程线控,通过数据采集系统记录实验数据,压力传感器28记录爆炸压力,温度传感器29记录温度变化,高速摄影机5和纹影仪8捕获火焰图像,获取爆炸过程中的火焰传播图像;
步骤9:等待反应结束,重复步骤2,准备下一次实验。
从步骤1开始,重复以上操作,所有工况进行均进行3-5 次重复实验,确保实验和数据采集的准确性和可靠性。
本发明的有益效果是:本发明提供一种流动状态下的可燃气体/粉尘爆炸实验装置,可以进行不同初始流速条件下可燃气体/粉尘爆炸实验,并且可以改变混合物的初始温度和压力。采用密闭的环形管道作为反应容器,通过风扇推动气体/粉尘在环形管道内流动,通过整流板使气体平稳,能够确保可燃气体/粉尘在反应容器内处于相对稳定的初始流速和均匀分布,能够与实际情况更接近,能够更真实的揭示实际可燃气体/粉尘爆炸规律,为可燃气体抑爆、泄爆提供理论依据。
本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种初始流态预混可燃气体与粉尘爆炸实验装置,其特征在于:包括反应容器(9)、配气与供粉系统、高压点火系统、数据采集系统、高速摄像与纹影系统、循环风扇系统和温控系统,所述反应容器(9)截面为方型环状透明管道(6),所述反应容器(9)上右下方设有进口(10),所述配气与供粉系统由气瓶、不锈钢细管和供粉装置以及阀门组成,所述配气与供粉系统与所述进口(10)连接,所述反应容器(9)下方设有出气口,所述反应容器(9)出气口安装除粉装置(38),所述反应容器(9)右侧安装所述循环风扇系统,所述数据采集系统包括电脑(3)、数据采集仪(4)、同步控制器(2)、离子探针(34)以及压力传感器(28)和温度传感器(29),所述压力传感器(28)、所述温度传感器(29)安装在方型环状透明管道(6)上并通过导线分别与所述数据采集仪(4)电性连接,所述数据采集仪(4)和所述同步控制器(2)分别与所述电脑(3)电性连接,所述高压点火系统为可变能量点火器(30),所述可变能量点火器(30)安装在所述反应容器(9)内并高于表面,所述可变能量点火器(30)电极处设有所述离子探针(34),所述离子探针(34)与所述同步控制器(2)电性连接,所述高速摄像与纹影系统包括高速相机(5)和纹影仪(8),所述高速相机(5)与所述同步控制器(2)和所述电脑(3)电性连接,所述反应容器(9)前后分别设有两块石英玻璃观察窗(33),所述纹影仪(8)架设在两块所述石英玻璃观察窗(33)前。
2.根据权利要求1所述的一种初始流态预混可燃气体与粉尘爆炸实验装置,其特征在于:所述反应容器(9)上表面均设有测试口(7),所述测试口包括压力测试口、温度测试口和离子探针测试口。
3.根据权利要求1所述的一种初始流态预混可燃气体与粉尘爆炸实验装置,其特征在于:所述石英玻璃观察窗(33)四周设有密封条(36),并用夹板(32),和四氟乙烯夹持器(31)固定于反应容器(9)上,所述反应容器(9)外壁除石英玻璃观察窗(33)之外区域设有加热装置(27)。
4.根据权利要求1所述的一种初始流态预混可燃气体与粉尘爆炸实验装置,其特征在于:所述配气与供粉系统包括合成气瓶(21)、空气压缩机(22)、带压力表的缓冲罐(19),所述合成气瓶(21)上设有气瓶阀门(16),所述空气压缩机(22)上方设有压缩机阀门(17),所述合成气瓶(21)和所述空气压缩机(22)通过管道与所述带压力表的缓冲罐(19)并联连接,所述带压力表的缓冲罐(19)左侧设有进气阀A(18),右侧设有进气阀B(20),所述带压力表的缓冲罐(19)与喷粉装置连接,所述喷粉装置包括粉尘注入口、注粉罐(24)、粉尘阀门(25),所述注粉罐(24)上方设有进气阀C(23),与所述反应容器(9)之间设有粉尘阀门(25),所述注粉罐(24)设有透明观察窗,所述反应容器(9)与带压力表的缓冲罐(19)之间设有旁路支管,并在旁路支管上设有旁路阀门(35)。
5.根据权利要求4所述的一种初始流态预混可燃气体与粉尘爆炸实验装置,其特征在于:所述除粉装置(38)与所述反应容器(9)之间设有出气口阀门(37),所述除粉装置(38)与真空泵(39)连接,所述除粉装置(38)与所述真空泵(39)之间设有尾气处理三通阀(40)。
6.根据权利要求5所述的一种初始流态预混可燃气体与粉尘爆炸实验装置,其特征在于:所述循环风扇系统包括风扇(12)、传动轴(13)、密封器(14)、调速电机(15),所述调速电机(15)安装于反应容器(9)外部,所述风扇(12)与所述传动轴(13)连接,所述传动轴(13)通过旋转所述密封器(14)安装在管道壁上,所述风扇(12)前设有整流板(11)。
7.根据权利要求1所述的一种初始流态预混可燃气体与粉尘爆炸实验装置,其特征在于:所述温控系统包括温控仪(1)、加热装置(27)和整流板(11),所述加热装置位于所述反应容器外壁,所述加热装置(27)和所述整流板(11)通过导线分别与所述温控仪(1)电性连接,所述整流板可加热。
8.根据权利要求6所述的一种初始流态预混可燃气体与粉尘爆炸实验装置进行可燃气体燃爆测试的方法,其特征在于:按如下步骤:
步骤1:将上述可燃气体与粉尘爆炸实验装置的各个仪器设备连接好,搭建起完整的初始流态预混可燃气体与粉尘爆炸实验平台,安装并调试高速摄像与纹影系统,检查管道连接,检查各接口气密性,调试并校正数据采集系统,确保实验平台的搭建;
步骤2:关闭气瓶阀门(16),打开压缩机阀门(17)、进气阀A(18)、进气阀B(20)、进气阀C(23)、粉尘阀门(25)、旁路阀门(35)、出气口阀门(37),将尾气处理三通阀门(40)打开通至大气,打开空气压缩机(22),向整个回路输入干燥空气,清洗整个回路;
步骤3:关闭压缩机阀门(17)、空气压缩机(22),将尾气处理三通阀门(40)打开通至真空泵(39),启动真空泵(39),将反应容器(9)抽至真空后,关闭出气口阀门(37))、旁路阀门(35)、进气阀C(23)、粉尘阀门(25)和真空泵(39);
步骤4:开启电脑(3)、数据采集仪(4)、同步控制器(2)、高速相机(5)、纹影仪(8)和温控仪(1),改变温度变量达到指定数值,并准备记录实验数据;
步骤5:将称量的煤粉加入注粉罐(24)内,打开进气阀C(23)和粉尘阀门(25);
步骤6:根据气体状态方程,计算带压力表的缓冲罐(19)中的预混气体压力;依据分压法确定预混气体中可燃气体与空气的分压,关闭进气阀B(20),打开气瓶阀门(16)、向带压力表的缓冲罐(19)中先通入可燃气体,待带压力表的缓冲罐(19)的压力表读数达到可燃气体的设定分压,关闭气瓶阀门(16);再打开压缩机阀门(17)向带压力表的缓冲罐(19)中通入空气,使带压力表的缓冲罐(19)中的压力达到预设压力,关闭进气阀A(18)、压缩机阀门(17)、空气压缩机(22),静置一段时间,待气体充分混合后,配置获得预设浓度的预混可燃气体;
步骤7:打开风扇(12),打开进气阀B(20)、进气阀C(23)、粉尘阀门(25),通过带压力表的缓冲罐(19)内混合气体将注粉罐(24)内的煤粉混合一起注入到反应容器(9)内,通过调节粉尘阀门(25)控制注粉速度,通过风扇(12)和整流板(11),使粉尘和气体均匀稳定分布在管道内,等到煤粉和混合气全部进入到反应容器(9)后,关闭进气阀B(20),进气阀C(23),粉尘阀门(25),等待系统温度和流动稳定后,准备点火开始实验;
步骤8:通过可变能量点火器(30)点火,通过数据采集系统记录实验数据,压力传感器(28)记录爆炸压力,温度传感器(29)记录温度变化,高速相机(5)和纹影仪(8)捕获火焰图像,获取爆炸过程中的火焰传播图像。
9.根据权利要求8所述的一种初始流动态预混可燃气体与粉尘爆炸实验装置进行可燃气体燃爆测试的方法,其特征在于:从步骤1开始,重复以上步骤,所有工况进行均进行3-5次重复实验,确保实验和数据采集的准确性和可靠性。
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