一种基于柱群扰动下火焰加速与爆燃转爆轰的测试装置

专利2025-12-27  18


本发明涉及消防安全,尤其是涉及一种基于柱群扰动下火焰加速与爆燃转爆轰的测试装置。


背景技术:

1、可燃气体爆炸事故是工业生产和日常生活中比较常见的一类安全事故,一旦发生将严重威胁人民群众的生命和财产安全。随着人们对能源需求的日益增加,可燃气体意外爆炸事故日益频发。在涉及可燃气体的现实场景中,往往存在以成群的柱形结构(即柱群),如冷却管道、储罐群、建筑支撑柱等。可燃气体泄漏并与空气混合,遇明火或高温壁面后被点燃,火焰传播在火焰不稳定性作用下逐渐加速,特别是如果火焰传播通道存在柱群,将在很大程度上促进火焰加速,使慢速爆燃发展成快速爆燃,甚至转变为极具破坏力的爆轰。因此,出于燃气爆炸事故预防、爆轰推进技术研发等工程应用考虑,均需对柱群扰动下的火焰加速与爆燃转爆轰现象进行深入研究。

2、预混火焰在试验段内沿管道长度向下游传播,在此过程中,火焰阵面、气体流动和压力波等都受到柱群的干扰。柱群的结构布置涉及纵向柱间距、横向柱间距、柱形状、柱尺寸等因素,其中,纵向和横向分别表示平行和垂直于试验段长度方向。研究表明,柱群的纵向柱间距、横向柱间距、柱形状、柱尺寸对气体火焰加速与爆燃转爆轰均具有重要影响,故在火焰加速与爆燃转爆轰试验测试中,有必要对这些因素予以综合考虑。

3、现有技术中针对传统障碍物作用下的火焰加速与爆燃转爆轰现象已开展大量研究,但该研究所采用的传统障碍物形式主要是沿管道纵向布置多个孔板或者围栏式障碍物,与这种传统的单向布置障碍物相比,柱群的结构更加复杂,加工难度更大,成本更高,因此导致基于柱群扰动下火焰加速与爆燃转爆轰的测试数据十分缺乏,不利于研究各种柱群场景下的可燃气体爆燃发展情况。


技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明提出了一种基于柱群扰动下火焰加速与爆燃转爆轰的测试装置,该装置通过模块化组合的柱群结构,使得柱群的纵向间距和横向间距灵活多变,柱形状与尺寸分布易于改变,有利于研究不同间距、不同形状以及不同尺寸下的柱群结构对气体火焰加速与爆燃转爆轰的影响。

2、根据本发明实施例的一种基于柱群扰动下火焰加速与爆燃转爆轰的测试装置,包括:

3、爆燃室,所述爆燃室的一端设有进气口和点火器,另一端设有出气口,所述进气口和所述出气口之间的所述爆燃室侧壁上设有透明观察窗;

4、柱群组件,所述柱群组件可拆卸设于所述爆燃室内,所述柱群组件包括基座和柱模块,多个所述柱模块设于所述基座上,其中,所述柱模块包括第一安装部和测试部,所述基座包括第二安装部,所述第一安装部可拆卸连接于所述第二安装部上。

5、根据本发明的一些实施例中,所述爆燃室包括爆燃管道、第一端板和第二端板,所述第一端板可拆卸设于所述爆燃管道的一端,和/或所述第二端板可拆卸设于所述爆燃管道的另一端。

6、根据本发明的一些实施例中,所述爆燃管道包括相对设置的顶板和底板,以及相对设置的第一侧板和第二侧板,所述顶板、所述底板、所述第一侧板和第二侧板共同围合呈方管状的所述爆燃管道,所述第一侧板的两端分别与所述顶板和所述底板可拆卸连接,和/或所述第二侧板分别与所述顶板和所述底板可拆卸连接。

7、根据本发明的一些实施例中,所述基座包括滑块单元,所述滑块单元上设有多个所述第二安装部,所述爆燃室的相对内侧壁上分别设有滑槽,所述滑块单元的两端部分别限位设于所述滑槽内,多个所述滑块单元相邻设置。

8、根据本发明的一些实施例中,所述第一安装部为阶梯柱体,所述第二安装部为阶梯孔,所述柱体插设于所述阶梯孔内。

9、根据本发明的一些实施例中,所述第一安装部为螺柱,所述第二安装部为螺纹孔。

10、根据本发明的一些实施例中,所述柱群组件还包括堵头,所述堵头可拆卸设于部分所述第二安装部上。

11、根据本发明的一些实施例中,还包括压力传感器,至少一个所述压力传感器设于所述爆燃室的侧壁上。

12、有益效果:

13、本发明通过可拆卸组合方式能实现柱模块在基座的纵向间距和横向间距上灵活布置,有利于提升火焰加速与爆燃转爆轰试验的测试效率。同时,不同柱模块的测试部的形状和尺寸对气体火焰加速与爆燃转爆轰均有影响,在进行不同柱形状或者柱尺寸条件下的火焰加速与爆燃转爆轰试验时,可以便捷更换不同横截面形状和尺寸的柱模块,从而可以避免加工大量固定式障碍物,以便极大程度地降低使试验成本。



技术特征:

1.一种基于柱群扰动下火焰加速与爆燃转爆轰的测试装置,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种基于柱群扰动下火焰加速与爆燃转爆轰的测试装置,其特征在于,所述爆燃室包括爆燃管道、第一端板和第二端板,所述第一端板可拆卸设于所述爆燃管道的一端,和/或所述第二端板可拆卸设于所述爆燃管道的另一端。

3.根据权利要求2所述的一种基于柱群扰动下火焰加速与爆燃转爆轰的测试装置,其特征在于,所述爆燃管道包括相对设置的顶板和底板,以及相对设置的第一侧板和第二侧板,所述顶板、所述底板、所述第一侧板和第二侧板共同围合呈方管状的所述爆燃管道,所述第一侧板的两端分别与所述顶板、所述底板可拆卸连接,和/或所述第二侧板分别与所述顶板、所述底板可拆卸连接。

4.根据权利要求2或3所述的一种基于柱群扰动下火焰加速与爆燃转爆轰的测试装置,其特征在于,所述基座包括滑块单元,所述滑块单元上设有多个所述第二安装部,所述爆燃室的相对内侧壁上分别设有滑槽,所述滑块单元的两端部分别限位设于所述滑槽内,多个所述滑块单元相邻设置。

5.根据权利要求1所述的一种基于柱群扰动下火焰加速与爆燃转爆轰的测试装置,其特征在于,所述第一安装部为阶梯柱体,所述第二安装部为阶梯孔,所述柱体插设于所述阶梯孔内。

6.根据权利要求1所述的一种基于柱群扰动下火焰加速与爆燃转爆轰的测试装置,其特征在于,所述第一安装部为螺柱,所述第二安装部为螺纹孔。

7.根据权利要求5或6所述的一种基于柱群扰动下火焰加速与爆燃转爆轰的测试装置,其特征在于,所述柱群组件还包括堵头,所述堵头可拆卸设于部分所述第二安装部上。

8.根据权利要求1所述的一种基于柱群扰动下火焰加速与爆燃转爆轰的测试装置,其特征在于,还包括压力传感器,至少一个所述压力传感器设于所述爆燃室的侧壁上。


技术总结
本发明公开了一种基于柱群扰动下火焰加速与爆燃转爆轰的测试装置,包括爆燃室和设于爆燃室内的柱群组件,其中,柱群组件可拆卸设于爆燃室内,柱群组件包括基座和柱模块,多个柱模块设于基座上,柱模块包括第一安装部和测试部,基座包括第二安装部,第一安装部可拆卸连接于第二安装部上。由此,本发明通过可拆卸组合方式能实现柱模块在基座的纵向间距和横向间距上灵活布置,有利于提升火焰加速与爆燃转爆轰试验的测试效率。同时,在进行不同柱形状或者柱尺寸条件下的火焰加速与爆燃转爆轰试验时,可以便捷更换不同横截面形状和尺寸的柱模块,从而可以避免加工大量固定式障碍物,以便极大程度地降低使试验成本。

技术研发人员:李敏,肖华华
受保护的技术使用者:中国科学技术大学
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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