本發(fā)明涉及氣體擴散安全領域，具體涉及一種多相混合氣體在受限空間內的擴散和燃爆規(guī)律實驗研究系統(tǒng)。

背景技術：

1、可燃氣體目前在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中有著廣泛的應用，例如天然氣、氫氣、氨氣等。然而當可燃氣體發(fā)儲存和運輸過程中發(fā)生泄漏等事故時，極易發(fā)生燃燒和爆炸，往往造成嚴重的生命和財產(chǎn)損失。防止事故的發(fā)生要比降低事故發(fā)生后的災害更有意義，其中防止可燃氣體發(fā)生燃爆事故的首要手段是及時的檢測和報警，高效地檢測要求明晰可燃氣體的擴散演變規(guī)律，這對氣體濃度的傳感器的安裝位置確定大有裨益，同時掌握不幸發(fā)生事故后的燃爆規(guī)律，能采取相應手段有效地降低事故后果的嚴重程度。

2、近年來，研究人員對氣體擴散的預測、檢測和燃爆規(guī)律開展了部分研究工作，也發(fā)明出了許多不同功能的實驗裝置。專利cn202410524009.6公開了一種具有預測可燃氣體泄漏擴散路線的效果，以獲得泄漏擴散的范圍的專利；專利cn202410448482.0公開了一種基于氣體探測器的預警監(jiān)測方法和系統(tǒng)，以實現(xiàn)對公共監(jiān)測區(qū)域的風險氣體識別與擴散模擬，從而可以實現(xiàn)自動化的對于公共場所的風險擴散評估判斷；專利cn202410409207.8公開了一種摻氫天然氣泄漏燃爆的數(shù)值計算及危害評估方法，能夠對燃爆危害進行有效評估。目前的研究主要針對氣體擴散規(guī)律的預測和檢測，以及對燃爆危害的數(shù)值評估工作，未考慮到開展擴散規(guī)律和燃爆規(guī)律的實驗研究所需的實驗裝置。

技術實現(xiàn)思路

1、基于以上情況，本發(fā)明為一種適用于多相混合氣體擴散規(guī)律和燃爆規(guī)律的實驗研究系統(tǒng)。

2、實現(xiàn)本發(fā)明目的提供技術方案如下：

3、一種多相混合氣體擴散和燃爆規(guī)律實驗研究系統(tǒng)，

4、包括實驗裝置主體內部有一根中心進氣管道，其上在在不同高度處分別開有氣體泄漏孔；

5、真空泵通過抽真空管道連接在實驗裝置主體上部，抽真空后通過控制模擬環(huán)境壓力控制計調控裝置內模擬環(huán)境壓力；

6、氣瓶一、質量流量計一、氣瓶二、質量流量計二、氣瓶三、質量流量計三、混氣管道、進氣管道和計算機共同組成進氣控制系統(tǒng)；其中，計算機通過向質量流量計一、質量流量計二和質量流量計三輸出控制信號，質量流量計一、質量流量計二和質量流量計三接收后控制各組分氣體流速和組分進入混氣管道中，氣體經(jīng)充分混合后通過進氣管道向裝置內流動；

7、紋影光源、紋影鏡一、紋影鏡二、反射鏡和高速攝像機共同組成紋影拍攝系統(tǒng)；

8、可燃氣體濃度變送器、溫度變送器、壓力傳感器采集到的信號傳輸至數(shù)據(jù)采集器，能夠測量到實驗裝置主體內的可燃氣體濃度、溫度和壓力變化情況，最終被記錄到計算機；

9、可調硅膠加熱帶，通過pid溫度控制器控制，控溫精度可達0.1℃；能夠改變實驗裝置主體內的環(huán)境參數(shù)；

10、通過調整低能脈沖點火頭位置，進行研究點火位置改變對燃爆規(guī)律的影響，不同組分氣體點火能量不同，點火能量受低能脈沖點火器控制。

11、本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

12、1.本發(fā)明考慮到了不同的應用條件，一是適用于多組分氣體的擴散和燃爆安全特性研究，二是可以拍攝擴散過程的紋影圖像，深入分析擴散機理。

13、2.本發(fā)明可以開展環(huán)境參數(shù)，如不同溫度、壓力條件下的多組分氣體擴散規(guī)律研究。

14、3.本發(fā)明可以自由調整進氣氣體組成和流量，可以針對不同組分的氣體擴散和燃爆規(guī)律展開研究。

技術特征：

1.一種多相混合氣體擴散和燃爆規(guī)律實驗研究系統(tǒng)，其特征在于：

2.根據(jù)權利要求1所述的一種多相混合氣體擴散和燃爆規(guī)律實驗研究系統(tǒng)，其特征在于：實驗裝置主體(1-1)整體為鈦合金材質，長×寬×高＝250mm×250mm×750mm，正中位置前后開有一可視窗，供拍攝氣體擴散過程紋影圖像，可視窗尺寸長×寬×厚＝250mm×500mm×10mm，為高透石英玻璃材質；實驗裝置主體(1-1)側壁開有m20×1.5、m8×1螺紋孔。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種多相混合氣體擴散和燃爆規(guī)律實驗研究系統(tǒng)，其特征在于：中心進氣管道(1-2)的長度為750mm，其上在在不同高度處分別開有4mm直徑的氣體泄漏孔(1-3)。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種多相混合氣體擴散和燃爆規(guī)律實驗研究系統(tǒng)，其特征在于：模擬環(huán)境氣進氣管道(1-4)一端連接實驗裝置主體(1-1)，另一端連接模擬環(huán)境氣氣瓶(1-6)，模擬環(huán)境氣進氣管道(1-4)上設置有模擬環(huán)境壓力控制計(1-5)，通過控制模擬環(huán)境壓力控制計(1-5)，更改實驗裝置主體(1-1)內的模擬環(huán)境壓力。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種多相混合氣體擴散和燃爆規(guī)律實驗研究系統(tǒng)，其特征在于：

6.根據(jù)權利要求1所述的一種多相混合氣體擴散和燃爆規(guī)律實驗研究系統(tǒng)，其特征在于：

7.一種利用權利要求1-6任一項所述的多相混合氣體擴散和燃爆規(guī)律實驗研究系統(tǒng)的方法，其特征在于：進行氣體擴散過程，具體實驗步驟具體如下：

技術總結
本發(fā)明為一種多相混合氣體擴散和燃爆規(guī)律實驗研究系統(tǒng)，包括實驗裝置主體、中心進氣管道、氣體泄漏孔、模擬環(huán)境氣進氣管道、模擬環(huán)境壓力控制計、模擬環(huán)境氣氣瓶、抽真空管道、真空泵、真空表、氣瓶、質量流量計、混氣管道、進氣管道、紋影光源、紋影鏡、反射鏡、高速攝像機、可燃氣體濃度變送器、溫度變送器、壓力傳感器、數(shù)據(jù)采集器、硅膠加熱帶、PID溫度控制器、計算機、低能脈沖點火頭和低能脈沖點火器。本發(fā)明考慮到了不同的應用條件，一是適用于多組分氣體的擴散和燃爆安全特性研究，二是可以拍攝擴散過程的紋影圖像，深入分析擴散機理。

技術研發(fā)人員：李斌,張子龍,張晶,張丹,王永旭,姚箭,邢化島,解立峰
受保護的技術使用者：南京理工大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/10/21