[实用新型]一种可燃气与空气预混气体爆炸过程中火焰传播及抑制的试验装置

权利要求书

1.一种可燃气与空气预混气体爆炸过程中火焰传播及抑制的试验装置，其特征在于，整个试验装置包括燃烧管道、阻火装置系统、测试系统及数据采集、高速纹影摄像系统、高压点火及同步控制系统和自动配气系统，燃烧管道包括上游管道（4）和下游管道（15），下游管道上侧壁面靠近其右端布置一个泄压口（18），用以保证封闭管道火焰传播实验的安全，下游管道右端壁面设置两个阀门，分别用来将管道抽成真空状态和将预混气体充入管道内，在管道进气阀接有一压力表，用以观察配气时管道内气体压力，阻火装置系统主要由细水雾发生装置和金属网阻火装置（12）组成，细水雾发生装置主要包括水泵和细水雾喷头（7）,金属网阻火装置（12）和细水雾喷头（7）安装在上游管道与下游管道的连接处，测试系统及数据采集由压力测试系统、温度测试系统、离子探针探测系统和数据采集仪组成，管道上下两侧壁面中心线上设置多个测点，用以安装压力测试系统的压力传感器（19）、温度测试系统的微细热电偶（8）及离子探针探测系统的离子探针（5），并与数据采集仪相连，高速纹影摄像系统包括高速摄像机（6）和纹影系统，纹影系统包括纹影光源（14）、聚焦镜片2（11）、一对纹影凹面镜（13）、纹影刀口（10）与聚焦镜片1（9），一对纹影凹面镜（13）布置在燃烧管道的前后两侧壁面外，纹影光源（14）发出的光经过聚焦镜片2（11）后，再经过一对纹影凹面镜（13）后通过纹影刀口（10），然后通过聚焦镜片1（9）进入高速摄像机（6），上游管道与下游管道前后两侧壁面采用石英玻璃制成，便于高速纹影摄像系统拍摄管道内火焰传播特性，高压点火及同步控制器包括高压点火器（1）、点火电极（3）和同步控制器（2），点火电极（3）设置于靠近上游管道左端壁面处，用来点燃预混气体，点火位置处于上游管道与下游管道的中心线，根据要求可沿中心线对点火源位置进行改变,实验过程中，高压点火器（1）、高速摄像机（6）以及数据采集仪（16）由同步控制器（2）同步控制，预混气体中可燃性气体成分和浓度通过自动配气系统中的高精度质量流量计控制，通过自动配气系统可配置不同组分的可燃气体以及与阻化剂混合的预混可燃气体。

2.根据权利要求1所述的一种可燃气与空气预混气体爆炸过程中火焰传播及抑制的试验装置，其特征在于，燃烧管道包括上游管道与下游管道，上游管道与下游管道均为一水平放置的横截面为正方形的直管，管道上下两侧壁面和两端壁面采用不锈钢板制成，其中上游管道左侧壁面钢板可采用不同的开口面积，泄压孔用厚度均匀的薄膜封闭，压力达到一定程度时薄膜破裂而使管内压力释放，下游管道右端壁面设置上下两个阀门，上端阀门与真空泵相连，用来将管道内抽成真空状态，下端阀门为进气阀，通过压力表与自动配气系统相连，压力表用以观察配气时管内气体压力，上游管道与下游管道的连接处可安装细水雾喷头，上游管道与下游管道的连接处还可以安装金属网阻火装置，根据实验要求还可在金属网表面涂抹化学阻燃剂，压力测试系统由高频动态压力传感器和数据采集仪组成，两个压力传感器分别安装于管道底部壁面中心线靠近上游管道和下游管道的右端壁面处，数据采集仪与同步控制器相连，并由其同步控制，高速纹影摄像系统由高速摄像机和纹影光学系统组成，高速摄像机由同步控制器同步控制，高压点火及同步控制系统由高压点火器、点火电极和同步控制器组成，高压点火器为一种同步脉冲发生器，主要通过电容储能放电时产生的电火花点火，点火电极安装在靠近燃烧管道左端壁面处，打火位置处于管道中心线，其位置可以根据要求改变，高压点火器与同步控制器相连，点火电极的触发受其控制，同步控制器为可编程同步控制器（PLC），由控制面板和核心部件CPU两部分组成，共有三个外接端头，分别与高压点火器、高速摄像机以及数据采集仪相连，自动配气系统通过计算机控制，测试所用气体的储气瓶分别通过管道与阀门、高精度质量流量计相连，实验气体的成分和浓度由质量流量计控制，通过质量流量计的实验气体汇聚到预混腔内进行均匀混合，预混腔体末端通过主通道与燃烧管道进气阀相连，在主通道上连接一旁通道，当初始预混气体浓度不稳定时，将这些预混气体通过阀门控制的旁通道排出室外。