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技术文章

受限空间纯氢/掺氢天然气爆炸特性实验系统的介绍

功能介绍

设计搭建3套实验装置,采用正方形截面不锈钢爆炸管道实验装置如图所示,该装置横截面尺寸为50 mm × 50 mm,主要包括以下四个部分:(1)不锈钢爆炸管道系统,用于容纳可燃气体混合物的爆炸实验;(2)电火花点火系统,用于点燃可燃气体混合物;(3)可燃气体混合物配气系统,用于混合合适比例的燃料气体和氧气;(4)实验数据采集系统(包括成都科大胜英的CR6300动态信号采集仪、CY400高频压力传感器、CKG100火焰传感器),用于记录和分析实验数据。其中实验系统ⅰ总长2192 mm,用于纯氢/掺氢天然气爆燃特性测试;实验系统ⅱ总长6028 mm,用于氢气爆燃转爆轰特性测试,实验系统ⅲ总长1096 mm,用于对比不同长径比对氢气爆炸特性的影响。

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(a)实验系统ⅰ

(b)实验系统ⅱ

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(c)实验系统ⅲ

受限空间纯氢/掺氢天然气燃爆特性实验系统示意图


实验流程

(1)安装并调试实验装置,确保配气系统、高速摄像系统、压力传感器﹑火焰传感器、数据采集仪、同步控制器处于良好状态,在进行充配气前,需对爆炸管道进行抽真空,保证管道具有良好的气密性,在开展障碍物对火焰传播动力学影响的实验研究时,驱动段应加装孔板障碍物系统;

(2)通过配气系统按照规定的配气流程配置所需配比的可燃性预混气体将其充入实验管道内,当管道内压力到达设定压力后,关闭管道进气阀门;

(3)将气体静置不少于15分钟,使气体达到静止状态并混合均匀;

(4)将高压点火器打开,将其输出电压提升到预定的点火电压,之后,将数据采集仪、同步控制器和高速摄像机都打开,并将其置于等候状态,在一切准备就绪之后,再将同步控制器激活,使点火器、高速摄像机和数据采集仪按照预定的时刻同步启动,从而对爆炸传播过程中的各种数据进行动态测量;

(5)在一次实验结束后,将采集到的高速相机的图像资料以及采集到的压力、火焰信号数据进行储存,再进行下一次试验。

关键参数

横截面尺寸:50 mm × 50 mm;

实验系统ⅰ总长:2192 mm,用于纯氢/掺氢天然气爆燃特性测试;

实验系统ⅱ总长:6028 mm,用于氢气爆燃转爆轰特性测试;

实验系统ⅲ总长:1096 mm,用于对比不同长径比对氢气爆炸特性的影响。





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