RO131464A0 - Integrated system for simultaneously measuring propagation rates of the front of the flame and pressure wave in case of explosions - Google Patents
Integrated system for simultaneously measuring propagation rates of the front of the flame and pressure wave in case of explosions Download PDFInfo
- Publication number
- RO131464A0 RO131464A0 ROA201500739A RO201500739A RO131464A0 RO 131464 A0 RO131464 A0 RO 131464A0 RO A201500739 A ROA201500739 A RO A201500739A RO 201500739 A RO201500739 A RO 201500739A RO 131464 A0 RO131464 A0 RO 131464A0
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- pressure wave
- source
- pressure
- explosion
- explosions
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
- G01P5/14—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring differences of pressure in the fluid
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L23/00—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid
- G01L23/06—Indicating or recording by optical means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
Abstract
Description
Invenția se referă la un sistem integrat de măsurare simultană a vitezelor de propagare a frontului flăcării și a undei de presiune în cazul exploziilor amestecurilor aer-gaze inflamabile în tubul de șoc cilindric echipat cu traductori optici și de presiune, în vederea studierii comportamentului acestora în funcție de valoarea concentrației, de tipul sursei de inițiere și al distanței de propagare, respectiv stabilirea caracterului deflagrant sau detonant al exploziei.The invention relates to an integrated system of simultaneous measurement of the propagation speeds of the flame front and of the pressure wave in the case of explosions of flammable air-gas mixtures in the cylindrical shock tube equipped with optical and pressure transducers, in order to study their behavior in function by the value of the concentration, the type of the source of initiation and the propagation distance, respectively establishing the deflagrant or detonating character of the explosion.
La ora actuală, la nivel național și internațional se cunosc sisteme independente care permit determinarea separată a acestor viteze, utilizând tehnici diferite de înregistrare a exploziilor. Astfel, pentru viteza frontului flăcării se uzitează de înregistrări fotografice realizate cu camere video rapide doar pentru tuburile de șoc paralelipipedice modificate cu un perete transparent, sau un sistem mai complex cu doi pereți paraleli transparenți, cu sursă externă de lumină, oglindă concavă și cameră rapidă de filmare pentru evidențierea contururilor mediilor de densități diferite(efectul Schlieren) dar pe o lungime limitată strict la diametrul oglinzii concave. Pentru viteza de propagare a undei de presiune se utilizează un sistem individual de senzori de presiune montați pe tubul de șoc și înregistrarea pe osciloscop a semnalelor utile. Aceste tehnici au dezavantajul că necesită o interpreatre laborioasă a rezultatelor (prelucrarea și procesarea ulterioară a înregistrărilor seriilor de cadre fotografice ale filmărilor) și, de asemenea, prezintă dificultatea unei corelări aproximative a momentului de inițiere și a timpilor la care se efectuează citirile pe cele doua sisteme independente (video și presiune). în acest fel, valorile determinate ale vitezelor de propagare pentru frontul de flacără și unda de presiune, comportă acest dezavantaj de corelare, care, in situații limită, poate afecta caracterizarea exploziei.At present, at national and international level, independent systems are known that allow the separate determination of these speeds, using different techniques for recording explosions. Thus, for the speed of the flame front, photographic recordings made with fast video cameras are used only for parallelepiped shock tubes modified with a transparent wall, or a more complex system with two transparent parallel walls, with external light source, concave mirror and fast camera. film for highlighting the contours of environments of different densities (Schlieren effect) but on a length limited strictly to the diameter of the concave mirror. For the propagation speed of the pressure wave an individual system of pressure sensors mounted on the shock tube is used and the recording on the oscilloscope of useful signals. These techniques have the disadvantage that they require a laborious interpre- tation of the results (the processing and subsequent processing of the recordings of the series of photographic frames of the films) and also presents the difficulty of an approximate correlation of the moment of initiation and the times at which the readings are performed on the two independent systems (video and pressure). In this way, the determined values of the propagation speeds for the flame front and the pressure wave, carry this disadvantage of correlation, which, in limited situations, can affect the characterization of the explosion.
Problema pe care o rezolvă invenția constă în: înlăturarea dezavantajelor sistemelor cunoscute, legate de interpreatrea laborioasă a rezultatelor și de decalajulThe problem solved by the invention consists in: eliminating the disadvantages of the known systems, related to the laborious interpretation of the results and the gap
^-2015-- 00739î 8 ΊΟ- 2015 temporal, prin măsurarea simultană a vitezelor de propagare a frontului flăcării și a undei de presiune în cazul exploziilor amestecurilor aer-gaze inflamabile în tubul de șoc cilindric echipat cu un sistem de înregistrare a semnalelor generate de traductorii optici și de presiune, cu declanșare pe inițierea sursei, ceea ce permite studierea cu acuratețe crescută a comportamentului exploziilor, în funcție de valoarea concentrației, de tipul sursei de inițiere și al distanței de propagare, respectiv stabilirea caracterului deflagrant sau detonant al exploziei. Cunoașterea acestor caracteristici (viteze de propagare) este utilă pentru alegerea optimă a soluțiilor de protecție la explozie pentru instalațiile tehnice din ariile cu pericol de atmosferă explozivă, respectiv locul de amplasare a sistemelor protectoare, astfel încât unda de presiune sa preceadă frontul de flacără (caracter deflagrant), putându-se limita astfel efectele unei explozii incipiente, nepermițând trecerea acesteia din deflagrație în detonație(caz in care frontul de flacară este suprapus peste unda dinamică, iar efectele termice și dinamice sunt amplificate).^ -2015-- 00739î 8 ΊΟ- 2015 temporarily, by simultaneously measuring the propagation speeds of the flame front and the pressure wave in the case of explosions of flammable air-gas mixtures in the cylindrical shock tube equipped with a system for recording the signals generated by optical and pressure transducers, with trigger on the initiation of the source, which allows to study with greater accuracy the behavior of the explosions, depending on the value of the concentration, the type of the source of initiation and the propagation distance, respectively establishing the deflagrant or detonating character of the explosion. Knowing these characteristics (propagation speeds) is useful for optimum choice of explosion protection solutions for the technical installations in areas with danger of explosive atmosphere, respectively the location of the protective systems, so that the pressure wave precedes the flame front (character deflagrant), thus being able to limit the effects of an incipient explosion, not allowing its passage from deflagration to detonation (in case the flame front is superimposed over the dynamic wave, and the thermal and dynamic effects are amplified).
Sistemul integrat de măsurare simultană a vitezelor de propagare a frontului flăcării și a undei de presiune, conform invenției, constă într-un ansamblu de traductori optici(care pot cuprinde si spectrul infraroșu- NIR) si de presiune, amplasați pe tubul de șoc cilindric, realizat din oțel de lungime de cel puțin 10 m, la anumite distanțe față de sursa de inițiere a exploziei aer-gaz inflamabil, alimentați de la surse dedicate și care furnizează semnale utile pentru înregistrarea simultană a fenomenelor(unda de presiune și front de flacără) cu ajutorul unui osciloscop digital multicanal (cel puțin patru canale pentru senzorii optici și alte patru canale pentru cei de presiune), a cărui trigerare este comandată de inițierea exploziei de la sursa de aprindere.The integrated system of simultaneous measurement of the propagation speeds of the flame front and of the pressure wave, according to the invention, consists of a set of optical translators (which can also include the NIR-infrared spectrum) and pressure, located on the cylindrical shock tube, made of steel at least 10 m long, at certain distances from the source of ignition of flammable air-gas explosion, fed from dedicated sources and providing useful signals for simultaneous recording of phenomena (pressure wave and flame front) with the help of a multichannel digital oscilloscope (at least four channels for optical sensors and another four channels for pressure ones), the trigger of which is triggered by the explosion from the ignition source.
Avantajele sistemului integrat, conform invenției, sunt următoarele:The advantages of the integrated system, according to the invention, are the following:
- asigură determinarea simultană a vitezelor de propagare a frontului flăcării și a undei de presiune în cazul exploziilor amestecurilor aer-gaze inflamabile în tubul de șoc cilindric echipat cu traductori optici și de presiune;- ensures simultaneous determination of the propagation speeds of the flame front and the pressure wave in the case of explosions of flammable air-gas mixtures in the cylindrical shock tube equipped with optical and pressure transducers;
- asigură un nivel ridicat al preciziei valorilor vitezelor;- ensures a high level of accuracy of speed values;
- nu necesită o interpretare laborioasă a rezultatelor obținute, putându-se determina facil vitezele de propagare;- it does not require a laborious interpretation of the obtained results, being able to easily determine the propagation speeds;
2015-- 007391 2 -10' ;2i52015-- 007391 2 -10 '; 2i5
- asigură caracterizarea fidelă a comportamentului exploziilor în funcție de valoarea concentrației, de tipul sursei de inițiere și al distanței de propagare, respectiv stabilirea caracterului deflagrant sau detonant al exploziei.- ensures the accurate characterization of the behavior of the explosions according to the value of the concentration, the type of the source of initiation and the distance of propagation, respectively establishing the deflagrant or detonating character of the explosion.
Se exemplifică în continuare realizarea și funcționarea sistemului, conform invenției și în legătură și cu fig.1 - Sistem integrat de măsurare simultană a vitezelor de propagare a frontului flăcării și a undei de presiune ale exploziilor aer-gaz in tubul de șoc, astfel:The implementation and operation of the system according to the invention and in connection with FIG. 1 - Integrated system for simultaneous measurement of the propagation velocities of the flame front and the pressure wave of the air-gas explosions in the shock tube are further exemplified as follows:
- TSC, tub de șoc cilindric, realizat din țeavă de oțel, cu lungimea de 10 m, diametrul interior de 0,105 m, în care se realizează amestecul exploziv aergaz inflamabil la concentrațiile studiate. Tubul are la capătul închis o zona rigidizată, prevăzută cu un capac metalic filetat- CF, care poate fi demontat pentru montarea aprinzătorilor electrocimici, utilizați ca alternativă la scânteia electrică generată de o bujie pentru sursa de aprindere - SA. Celălalt capăt al tubului este obturat printr-o diafragmă/membrană- M, prin care se realizează descărcarea presiunii de explozie și evacuarea gazelor arse generate de reacția de oxidare a gazului inflamabil;- TSC, cylindrical shock tube, made of steel pipe, with a length of 10 m, an inner diameter of 0,105 m, in which the explosive mixture of flammable aerase is performed at the studied concentrations. The tube has at the closed end a stiffened area, provided with a threaded metal cap-CF, which can be dismantled for the installation of the electrochemical igniters, used as an alternative to the electrical spark generated by a spark plug for the ignition source - SA. The other end of the tube is sealed by a diaphragm / membrane- M, through which discharge of the explosion pressure and discharge of the flue gases generated by the oxidation reaction of the flammable gas is carried out;
traductorii de presiune Pi, P2, P3, P4, amplasați la distanțele corespunzătoare di, d2, d3, d4 față de sursa de aprindere SA, sunt alimentați de la sursa dedicată SP1-4 și sesizează apariția frontului de undă și, totodată, măsoară evoluția presiunii de explozie, transmițând, prin intermediul sursei SP1-4 semnale utile către osciloscopul digital multicanal cu memorieODMM;the pressure transducers Pi, P 2 , P3, P4, located at the corresponding distances di, d 2 , d3, d 4 from the ignition source SA, are fed from the dedicated source SP1-4 and notify the appearance of the wave front and at the same time , measures the evolution of the explosion pressure, transmitting, via the SP1-4 source, useful signals to the multichannel digital oscilloscope with ODMM memory;
- traductorii optici (care pot cuprinde si spectrul infraroșu- NIR) Li, L2, L3, L4, amplasați la distanțele corespunzătoare di, d2, d3, d4 față de sursa de aprindere SA, sunt alimentați de la sursa dedicată SL1-4 și sesizează apariția frontului de flacără, transmițând, prin intermediul sursei SL1-4 semnale utile către osciloscopul digital multicanal cu memorie- ODMM;- optical transducers (which may also include infrared spectrum - NIR) Li, L 2 , L3, L 4 , located at the corresponding distances di, d 2 , d 3 , d 4 from the ignition source SA, are fed from the dedicated source SL1-4 and notifies the appearance of the flame front, transmitting, via the SL1-4 source, useful signals to the multichannel digital oscilloscope with ODMM memory;
- sursa de aprindere a amestecului exploziv- SA, care poate fi constituită, fie din scânteia electrică a unei bujii, fie un aprinzător electrochimie, alimentate de la sursa dedicată de alimentare SSA;- the ignition source of the explosive mixture- SA, which can be constituted, either from the spark of electricity of a spark plug, or an electrochemical igniter, fed from the dedicated SSA power supply;
rt - 2 01 5 - - Β Β 7 3 9 1 δ '10' ^ί5rt - 2 01 5 - - Β Β 7 3 9 1 δ '10' ^ ί5
- sursa de alimentare a sursei de aprindere SSA, furnizează energia necesară funcționării sursei de aprindere SA, fie scânteie electrică de energie redusă (de exemplu de 1OJ) generată de bujie, fie aprinzător electrochimie de energie mare (de exemplu de 5kJ). Totodată, această sursă SSA generează și semnalul util de comandă a trigerului T a osciloscopului ODMM, care astfel pornește înregistrarea semnalelor senzorilor optici și de presiune;- The power supply of the ignition source SSA, supplies the energy needed for the operation of the ignition source SA, either low power spark (eg 1OJ) spark plug, or high energy electrochemistry igniter (eg 5kJ). At the same time, this SSA source also generates the useful T-trigger control signal of the ODMM oscilloscope, which thus starts recording the signals of the optical and pressure sensors;
- osciloscopul digital multicanal cu memorie ODMM are cel puțin opt canale, patru canale CP^ CP2, CP3, CP4 pentru înregistrarea semnalelor senzorilor de presiune și alte patru canale CL-ι, CL2, CL3, CL4 pentru înregistrarea semnalelor senzorilor optici. Odată declanșată explozia, prin inițierea amestecului exploziv de către sursa de aprindere SA, semnalul generat de sursa SSA prin trigerul T pornește înregistrarea semnalelor generate de senzorii Pi, P2, P3, P4 și Li, L2, L3, L4. Datele înregistrate permit determinarea simultană precisă a vitezelor de propagare a frontului de flacără și a undei de presiune, prin simpla introducere si utilizare în meniul de funcții al osciloscopului a formulei vitezei v = di/tj, unde djsunt distanțele di, d2, d3, d4, iar ή sunt timpii care se determină cu ajutorul cursorilor de pe abscisa semnalelor înregistrate, atât pentru traductorii de presiune , cât și pentru traductorii optici.- the multichannel digital oscilloscope with ODMM memory has at least eight channels, four channels CP ^ CP 2 , CP 3 , CP 4 for recording the pressure sensor signals and another four channels CL-ι, CL 2 , CL 3 , CL 4 for recording the signals optical sensors. Once the explosion is triggered, by initiating the explosive mixture by the ignition source SA, the signal generated by the SSA source through the trigger T starts recording the signals generated by the sensors Pi, P 2 , P 3 , P 4 and Li, L 2 , L 3 , L 4 . The recorded data allow the precise simultaneous determination of the propagation speeds of the flame front and the pressure wave, by simply introducing and using in the function menu of the oscilloscope the velocity formula v = di / tj, where djs are the distances di, d 2 , d 3 , d 4 , and ή are the times that are determined with the help of the cursors on the abscissa of the recorded signals, both for pressure transducers and for optical translators.
Cunoașterea acestor viteze de propagare a frontului flăcării și a undei de presiune face posibilă caracterizarea fidelă a comportamentului exploziilor în funcție de valoarea concentrației, de tipul sursei de inițiere și al distanței de propagare, respectiv stabilirea caracterului exploziei: deflagrație (viteze subsonice de propagare, iar unda de presiune este în avans față de frontul de flacără) sau detonație (viteze supersonice de propagare, iar frontul de flacără este în fază cu unda de presiune).Knowing these propagation speeds of the flame front and the pressure wave makes it possible to accurately characterize the behavior of the explosions according to the value of the concentration, the type of the source of initiation and the distance of propagation, respectively establishing the character of the explosion: deflagration (subsonic speeds of propagation, and the pressure wave is in advance of the flame front) or detonation (supersonic propagation speeds, and the flame front is in phase with the pressure wave).
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA201500739A RO131464B1 (en) | 2015-10-19 | 2015-10-19 | Integrated system for simultaneously measuring propagation rates of the front of the flame and pressure wave in case of explosions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA201500739A RO131464B1 (en) | 2015-10-19 | 2015-10-19 | Integrated system for simultaneously measuring propagation rates of the front of the flame and pressure wave in case of explosions |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RO131464A0 true RO131464A0 (en) | 2016-10-28 |
| RO131464B1 RO131464B1 (en) | 2021-02-26 |
Family
ID=57181505
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ROA201500739A RO131464B1 (en) | 2015-10-19 | 2015-10-19 | Integrated system for simultaneously measuring propagation rates of the front of the flame and pressure wave in case of explosions |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RO (1) | RO131464B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112113704A (en) * | 2020-09-23 | 2020-12-22 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | Pressure-sensitive paint response time calibration method based on non-electric detonator driving type shock tube |
-
2015
- 2015-10-19 RO ROA201500739A patent/RO131464B1/en unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112113704A (en) * | 2020-09-23 | 2020-12-22 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | Pressure-sensitive paint response time calibration method based on non-electric detonator driving type shock tube |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RO131464B1 (en) | 2021-02-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103454308B (en) | A kind of combustible gas and air pre-mixing gas explosion process Flame Propagation and the experimental rig of suppression | |
| RU2362146C2 (en) | DEVICE FOR RECORDING EXCEEDANCE OF METHANE SAFE CONCENTRATION LEVEL WITH RESPONSE TIME OF LESS THAN 0,8 s | |
| McNesby et al. | Invited Article: Quantitative imaging of explosions with high-speed cameras | |
| Grune et al. | Experimental study of ignited unsteady hydrogen releases from a high pressure reservoir | |
| CN110568017B (en) | Device and method for testing parameters of combustion-to-detonation process | |
| CN110515000B (en) | Integrated battery thermal runaway test system | |
| CN110296975A (en) | Energetic material macroparameter quickly detects spectroscopic system | |
| RO131464A0 (en) | Integrated system for simultaneously measuring propagation rates of the front of the flame and pressure wave in case of explosions | |
| Giannuzzi et al. | Explosive-driven shock wave and vortex ring interaction with a propane flame | |
| RU2399783C1 (en) | Bench for simulating pulse gas-thermodynamic impact of high-temperature gas on elements of heat protection of construction | |
| CN104457457B (en) | Testing delay of detonator delay element new method | |
| RU133919U1 (en) | MANOMETRIC VESSEL WITH THROWER SIMULATOR | |
| CN106226492B (en) | A kind of energetic material energy release evaluating apparatus and evaluation method | |
| CN105258581A (en) | Low-air-pressure delay time test system for infantry grenade | |
| Vlasin et al. | RESEARCHES REGARDING GAS EXPLOSIONS BY COMBINED IMAGISTIG METHODS | |
| RU2579435C1 (en) | Method of controlling gas turbine engine ignition system | |
| Jingde et al. | Study on the development of the medium-scale gas explosion integrated testing system | |
| Hargather et al. | Optical diagnostics for energetic materials research | |
| GB2133892B (en) | Detecting leaks | |
| RU141923U1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING EXPLOSION HAZARD OF DUST-AIR MIXTURE | |
| CN102359823B (en) | Pen type free field light sensation temperature sensor | |
| KUO et al. | Flame-spreading phenomena in the fin-slot region of a solid rocket motor | |
| RU83324U1 (en) | DEVICE FOR LASER INITIATION OF COMBUSTION AND DETONATION OF EXPLOSIVES | |
| Stokes et al. | Investigation of Several High Temperature Reactions Involving Cyanogen and Like Compounds as High Brightness Chemical Pyrotechnic Sources | |
| Olivier et al. | Characterising the light output from Argon bombs by two simultaneous diagnostic techniques |