[发明专利]污水管网可燃气体爆炸传播过程测试装置及方法

说明书

本发明公开了一种污水管网可燃气体爆炸传播过程测试装置及方法，包括竖直管道系统和水平管道系统，竖直管道的一侧安装点火杆，另一侧安装一对压力/温度传感器，竖直管道顶部安装泄爆片/盲板；水平管道与竖直管道共同构成一个密闭受限空间，在每段水平管道顶部中心位置分别安装一对压力/温度传感器；竖直管道材质为透明防爆玻璃，水平管道安装圆形透明视窗，对应透明防爆玻璃和圆形透明视窗部位的外部设有高速摄像机；水平管道连接有压力表、注水口/放水口、真空泵和可燃气体气瓶。能够模拟真实场景开展污水管网气体爆炸实验，包括竖直井泄爆实验和竖直井非泄爆实验，并能实现爆炸压力、温度和火焰的过程监测。

技术领域

本发明涉及一种城市污水管网可燃气体爆炸测试技术，尤其涉及一种污水管网可燃气体爆炸传播过程测试装置及方法。

背景技术

气体爆炸研究在安全工程领域中尤为重要，其中针对城市公共基础设施开展气体爆炸风险评估、安全防护等研究逐渐受到重视。目前受限空间内可燃气体爆炸是研究的热点，城市污水管网作为典型的受限空间，然而目前对其内可燃气体爆炸灾害变化演化过程、灾害防治技术等研究相对不足，而且近年来时常发生城市污水管网可燃气体爆炸事故，对公众人身安全造成较大影响。

现有技术中，研究者开展了不同尺度、无蓄水条件下管道内可燃气体爆炸过程的研究。

然而，城市污水管网是一个由竖直井和水平井组成的复杂管道系统，而且管道内存在蓄水，当爆炸压力达到一定程度时竖直井井盖将在冲击压力作用下飞出，此时井盖相当于一个泄爆面。井盖(泄爆面)的存在、蓄水状况、不同尺度的竖直井和水平井等条件与以往研究中的管道存在根本区别，而且针对城市污水管网内可燃气体爆炸尚未有较符合真实场景的测试装置和方法，制约了城市污水管网内可燃气体爆炸传播过程、致灾机理和安全防护等方面研究工作的开展。

发明内容

本发明的目的是提供一种污水管网可燃气体爆炸传播过程测试装置及方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的污水管网可燃气体爆炸传播过程测试装置，包括竖直管道系统和水平管道系统，所述竖直管道系统包括竖直管道，所述竖直管道的一侧安装点火杆，另一侧安装一对压力/温度传感器，开展泄爆实验时，所述竖直管道顶部安装泄爆片，开展非泄爆实验时，所述竖直管道顶部安装盲板；

所述水平管道系统包括多段水平管道，多段水平管道与竖直管道共同构成一个密闭受限空间，在每段水平管道顶部中心位置分别安装一对压力/温度传感器；

所述竖直管道材质为透明防爆玻璃，所述水平管道为钢质材料，并在每段水平管道正前方中心位置分别安装圆形透明视窗，对应透明防爆玻璃和圆形透明视窗部位的外部设有高速摄像机；

在第一段水平管道的顶部左侧安装有压力表，底部左侧安装有注水口/放水口，在最后一段水平管道顶部通过阀门一和阀门二分别与真空泵和可燃气体气瓶连接。

上述的污水管网可燃气体爆炸传播过程测试装置进行污水管网可燃气体爆炸传播过程测试的方法，开展竖直管道泄爆/非泄爆实验，一次完整的测试步骤如下：

A、测试装置安装与调试：安装并连接竖直管道系统、水平管道系统、供水系统、配气系统、点火控制系统、数据采集系统，其中泄爆实验时在竖直管道1顶部安装泄爆片，非泄爆实验时在竖直管道顶部安装盲板，对各部分进行调试，确保管道密封良好并保证各系统能够正常运行；

B、管道内注水：开启阀门三，将水箱内的水通过注水口/放水口注入到管道内，通过观察竖直管道处透明防爆玻璃确定注水量，当达到预定注水量时关闭阀门三停止注水；

C、管道内抽真空：开启阀门一，启动真空泵，对管道系统进行抽真空，通过压力表观察管道内压力变化，当达到设定压力时停止真空泵并关闭阀门一，抽真空结束；