[发明专利]一种可燃粉尘多口耦合泄爆效果测试装置及测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及可燃粉尘爆炸实验设备技术领域，尤其涉及一种可燃粉尘多口耦合泄爆效果测试装置及测试方法。

背景技术

近年来，我国可燃粉尘事故发生频率不断攀升，造成严重的人员伤亡、财产损失和恶劣的社会负面影响，2014年江苏昆山“8·2”铝粉爆炸事故已充分体现了粉尘爆炸的严重危害性及其爆炸机理、防治理论研究的紧迫性和必要性。

粉尘爆炸多始发于各种涉粉生产容器及除尘器等辅助设备，按照国家、行业相关技术标准的要求，这些设备设施都应安装必要的泄爆装置。同时它们与上游或下游的设备通过管道等结构实现连接，如此，在设备设施主体上既包含专门的泄爆结构，也包含必要的连接通道。在其内部发生粉尘爆炸瞬间，围绕该设备必然发生多口泄爆，即爆炸灾害不仅对泄爆结构形成冲击，也必然沿管道联通口部向外传播，进而构成了多口泄爆。多个泄爆口在泄爆过程中很可能相互作用，进而对该设备的总体泄爆效果产生显著影响，同时由于爆炸冲击波的传播存在指向性，多个泄爆口的不同朝向很可能加剧泄爆的复杂性和不确定性。因此，建立多口耦合泄爆效果的评价装置及方法，对于有效评价实际生产设备设施多口耦合泄爆安全效果具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种可燃粉尘多口耦合泄爆效果测试装置及测试方法，该装置可以有效提供约束泄爆结构，并能够改变约束泄爆结构的关键参数，将其应用于可燃粉尘爆炸灾害实验中，能够真实地反映爆炸灾害特征。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种可燃粉尘多口耦合泄爆效果测试装置，所述测试装置包括爆炸腔体、泄爆片固定板和粉尘仓，其中：

在所述爆炸腔体内设置有三个泄爆口，第一泄爆口和第二泄爆口对称设置于所述爆炸腔体的两侧面，第三泄爆口设置于所述爆炸腔体的正面且垂直于地面；

所述爆炸腔体开口边缘处设置有凹槽，通过在所述凹槽中嵌入不同强度的泄爆片，以实现不同的泄压强度；

所述泄爆片固定板通过螺栓密封固定在所述爆炸腔体上，将不同强度的泄爆片密封固定到所述凹槽中；

所述粉尘仓与所述爆炸腔体相连，并设置有一个粉尘仓压力传感器；

在所述爆炸腔体上还设置有进气系统、两个压力传感器、一个粉尘扩散装置以及两个点火装置，其中：

所述进气系统包括气动阀组，用于向所述爆炸腔体的内部提供用于产生爆炸的可燃粉尘与空气的混合相；

所述粉尘扩散装置用于使所述混合相扩散；

所述两个点火装置用于使扩散后的混合相产生爆炸，粉尘仓压力传感器和另两个压力传感器用于固定测量爆炸过程中的压力参数。

所述测试装置还包括控制系统，粉尘仓压力传感器和另两个压力传感器以及两个点火装置与控制系统相连，由所述控制系统来控制点火并对试验参数进行无线传输。

所述控制系统采用高性能单片微型计算机为核心，能实现试验点火及数据采集自动化。

所述控制系统进一步由计算机终端进行无线监控，并进行数据无线传输，自动绘制时间-压力曲线图。

所述爆炸腔体为柱体结构，且该爆炸腔体的开口、三个泄爆口以及凹槽均为球形。

所述爆炸腔体和泄爆片固定板的材料均为钢材。

一种可燃粉尘多口耦合泄爆效果测试方法，所述方法包括：

步骤1、首先根据测试要求确定关键技术参数，所述关键技术参数包括泄爆口数量、嵌入的泄爆片强度以及泄爆朝向；

步骤2、利用泄爆片固定板将设定强度的泄爆片固定在爆炸腔体的泄爆口处，开启试验装置的主电源；

步骤3、称取待测样品并将其倒至粉尘仓的底部，再通过控制系统使所述粉尘仓充压；

步骤4、关闭爆炸腔体的手动泄压阀，打开手动真空泵阀，通过控制系统控制抽真空，使所述爆炸腔体内的配气压力达到设定值；

步骤5、利用计算机终端远程操作进入数据采集设定界面，设定试验所需参数后，对所述爆炸腔体内的点火装置进行点火，启动测试过程；

步骤6、在测试过程中，通过压力传感器测试所述爆炸腔体的压力数据，根据测试所得数据得到爆炸超压随时间的分布图，并取得峰值超压，得到最大泄爆压力，完成泄爆效果测试。

在所述步骤2试验前准备阶段，预先准备压缩空气钢瓶，且该压缩空气钢瓶内至少充有大于2MPa的压缩空气；

进一步检查爆炸腔体的密封性，盖好爆炸腔体的上盖并紧固到位，使用手动泄压阀使爆炸腔体内压力与外界平衡。

在所述步骤2中，