[发明专利]一种密闭空间可燃气体爆炸模拟试验装置及模拟方法

说明书

本发明属于可燃气体爆炸场景模拟技术领域，具体涉及一种密闭空间可燃气体爆炸模拟试验装置及模拟方法。一种密闭空间可燃气体爆炸模拟试验装置，包括控制系统、供气系统、配气及循环搅拌系统和密闭空间，供气系统固定设置于供气系统底座上，所述的配气及循环搅拌系统固定设置于配气及循环系统底座上，所述的密闭空间固定设置于密闭空间底座上。本发明实现了爆炸过程中温度变化、压力变化、爆炸范围的实时监测，为有效评价密闭空间爆炸规模、研究爆炸规律、提高救援效率提供依据。

技术领域

本发明属于可燃气体爆炸场景模拟技术领域，具体涉及一种密闭空间可燃气体爆炸模拟试验装置及模拟方法。

背景技术

受限空间是指封闭、半封闭场所：化学品生产单位的各类塔、釜、槽、罐、炉膛、锅筒、管道、容器以及地下室、窨井、坑(池)、下水道或其它封闭、半封闭场所。受限空间既可能发生物理爆炸、又可能发生化学爆炸，受限空间爆炸会造成严重的人员伤亡及财产损失，主要特点如下：①隐蔽性强，受限空间是封闭、半封闭场所，发生异常情况(如设备故障、可燃物质泄漏、可燃物质泄入等)时，不易被人们及时察觉；即使发现了，也往往难以处置；②易于可燃物质聚集，由于受限空间是相对封闭的场所，一旦发生可燃物质泄漏，可燃物质在有限的空间内聚集，不容易扩散，导致可燃物浓度迅速升高，达到爆炸极限，此时若有足够能量的点火源存在，就会发生爆炸；③破坏性大、复杂性强，研究表明，就单个容器而言，由于受到约束作用，可燃气体(蒸气)爆炸会产生较高的压强和压力增长速率，通常会产生比相同条件下容器外蒸气云爆炸更高的压强。受限空间爆炸是爆炸分类中影响最大、危害最大的一种。因此，世界各国对其进行广泛地研究。

为了量化研究受限空间爆炸特征以及混气初始条件对爆炸变化规律的影响，本发明建立了密封受限空间化学爆炸试验系统，用于模拟石油化工生产场所气体泄漏至受限空间发生的燃烧爆炸。主要由透明受限空间结构、电气火花模拟系统、高速摄像系统、高速采集系统、配气及循环搅拌系统等系统构成。可通过试验，提出受限空间防治火灾爆炸危险的安全措施，提高石油化工企业生产安全水平。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中存在的问题提供一种密闭空间可燃气体爆炸模拟实验装置及模拟方法，实现了爆炸过程中温度变化、压力变化、爆炸范围的实时监测，为有效评价密闭空间爆炸规模、研究爆炸规律、提高救援效率提供依据。本发明提供的装置和模拟方法解决了受限密闭空间中可燃气体爆炸救援缺乏训练设施以及爆炸原因分析手段不足的问题。

本发明的技术方案是：

一种密闭空间可燃气体爆炸模拟试验装置，包括控制系统、供气系统、配气及循环搅拌系统和密闭空间，供气系统固定设置于供气系统底座上，所述的配气及循环搅拌系统固定设置于配气及循环系统底座上，所述的密闭空间固定设置于密闭空间底座上。

所述的供气系统通过供气管与配气及循环搅拌系统连接；所述的配气及循环搅拌系统顶部开有进气口和出气口，进气口处安装有进气管，供气管通过进气口伸入配气及循环搅拌系统内部，所述的出气口处设置有出气管，出气管另一端与密闭空间连接，所述的配气及循环搅拌系统内部安装有机械搅拌叶轮，所述的机械搅拌叶通过通信电缆连接控制系统；所述的密闭空间为正方体形，所述的密闭空间顶部开有若干个圆形泄爆孔、一个泄压管和一个配气管，所述的配气管与出气管连接；所述的密闭空间的四个侧面上分别开有若干个透明观察窗，所述的密闭空间每个侧面上均固定安装有可一个实时拍摄爆炸过程中密闭空间内部场景的摄像系统，所述的摄像系统位于透明观察窗下方；所述的密闭空间每个侧面均安装有一个压力传感器和一个温度传感器，所述的密闭空间的一个侧面上固定安装有点火系统。

所述的密闭空间底部装有通信电缆，所述的点火系统、压力传感器、温度传感器和摄像系统通过通信电缆与控制系统连接。

具体的，所述的供气系统由固定在钢制供气系统底座上的若干个高压气瓶组成，高压气瓶分别通过钢制供气管与配气及循环搅拌系统连接，

具体的，所述的供气管通过供气阀组与进气管连接。