[发明专利]一种二氧化碳致裂器相变原理观察装置

说明书

本发明公开了一种二氧化碳致裂器相变原理观察装置，涉及二氧化碳致裂器技术领域。本发明包括红外高速实时热像仪、高速摄影仪、可视组件、点火组件、破裂组件、支撑组件可视组件包括耐高压玻璃管：点火组件包括发热剂管、发热剂管堵头和联通注液头；发热剂管的端口安装上发热剂管堵头，上发热剂管堵头通过连接头联通注液头，发热管位于耐高压玻璃管中，连接头上设置有点火线，注液头安装在耐高压玻璃管的端口内；发热剂管上具有沿其轴向设置的至少三圈散热孔。本发明通过测得二氧化碳全相变过程以及整个过程储液管内流场以及温度场变化并计算发热剂燃速，为二氧化碳致裂器更好的应用在爆破领域提供指导。

技术领域

本发明属于二氧化碳致裂器技术领域，特别是涉及一种二氧化碳致裂器相变原理观察装置。

背景技术

上世纪英国的CARDOX公司提出了液态CO2相变爆破技术，称为 Cardox TubeSystem。到目前为止该技术已经广泛应用于大规模的矿石采挖，快速安全爆破，岩层致裂、储罐罐壁的清淤等领域。液态CO2相变致裂技术主要原理是通过加热储液管内的液态CO2，使其转变为超临界CO2,当相变管内压力达到破裂片破坏强度，爆破片破裂，高压超临界CO2瞬间转变为气态CO2冲出储液管，气态CO2体积是同质量液态CO2体积的500~600倍，CO2体积瞬间膨胀将近600倍，CO2气体不断膨胀过程中产生的高压，CO2气体以极高的速度向周围扩散，从而对周围介质产生破坏。

储液管内的CO2由液态受热变为超临界态，再到破裂片破裂时由超临界态转变为气态的过程是涉及多元介质混合问题，测量困难，多元系的高压相平衡数据十分稀缺；同时对于多元流体混合物的相变过程研究，由于测量难度大，成本高，往往是依靠理论模型模拟来理解高压下的多元相平衡，再通过少量实验验证模型的可靠性。由于研究的迫切需要，需要一种可视装置，可以观测CO2全相变过程以及整个过程储液管内流场以及温度场变化，从而为理论模型提供验证；

此外，为储液管内的CO2相变提供热量的是一种发热剂，该发热剂在常压下不能够燃烧，所以运用一般的测速方法难以测试出其燃烧速度，这对CO2致裂器使用尤其是爆破使用时激发时序的控制带来很大困扰，也需要一种可视装置，通过高速摄影的方式来计算发热剂燃速，为CO2致裂器更好的应用在爆破领域提供指导。

发明内容

本发明的目的在于提供一种二氧化碳致裂器相变原理观察装置，通过测得CO2全相变过程以及整个过程储液管内流场以及温度场变化并计算发热剂燃速，为CO2致裂器更好的应用在爆破领域提供指导。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种二氧化碳致裂器相变原理观察装置，包括红外高速实时热像仪和高速摄影仪，可视组件，可视组件包括耐高压玻璃管：

点火组件：点火组件包括发热剂管、发热剂管堵头和注液头；

发热剂管的端口安装上发热剂管堵头，上发热剂管堵头通过连接头联通注液头，发热剂管位于耐高压玻璃管中，连接头上设置有点火线；

发热剂管上具有沿其轴向设置的至少三圈散热孔。

进一步地，上发热剂管堵头上具有导孔，发热剂管两端开口，另一端安装有下发热剂管堵头，发热剂管的表面缠绕有密封胶带。

进一步地，注液头上开设有线柱安装孔，线柱安装孔内安装接线柱，接线柱连接激发电源，注液头上具有传感器安装孔，注液头上具有安装槽，注液头上具有注液孔，注液孔内安装注液双向阀。

进一步地，连接头为堵头连接部和环形连接部构成的阶梯筒，其中堵头连接部上具有进液孔，堵头连接部的端口套设在上发热剂管堵头上，环形连接部配合在安装槽内。

进一步地，接线柱连接点火线，点火线经过进液孔、导孔穿入至发热剂管，点火线的端部设有激发药头。