[发明专利]一种高温高压条件下多元可燃液体蒸汽爆炸下限测试装置及工作方式

说明书

一种高温高压条件下多元可燃液体蒸汽爆炸下限测试装置及工作方式，其属于爆炸科学领域。该装置包括：球形爆炸容器、加热系统、配气系统、点火系统、时序控制器及数据采集系统。球形爆炸容器通过加热系统控制，使容器中形成需要的温度环境。通过真空泵将球形爆炸容器抽真空，多元液体通过注射器经注液阀注入容器后气化，再通过分压阀通入空气。压力传感器与数据采集器相连用于收集压力数据。在多元液体蒸汽/空气混合物混合均匀后通过时序控制器触发点火系统。通过压力数据和火焰图像可判断是否达到爆炸状态，从而实现测量高温高压条件下多元可燃液体蒸汽的爆炸下限。

技术领域

本发明涉及一种高温高压条件下多元液体蒸汽爆炸下限测试系统，属于爆炸科学研究领域。

背景技术

工业的生产过程往往会涉及到易燃易爆的液体，受到特殊性的限制，在使用过程中无法做到密封生产，一旦这些物质泄漏、扩散，易与空气混合形成可燃液体蒸气-空气混合物，当这些混合物的浓度达到一定爆炸极限时，遇到火源就会发生爆炸，形成造成严重的人员和经济损失，给工业生产安全带来极大威胁。爆炸极限在一定程度上可以用来评定液体蒸汽的爆炸危险性，爆炸极限范围越宽，发生爆炸的危险性越大。爆炸极限分为爆炸上限和爆炸下限，通常，液体和气体初始泄漏时泄漏量较小，因此爆炸下限成为衡量发生爆炸危险性的一个重要因素。

目前已有的爆炸极限测试装置多为玻璃制12L球形仪器，其主要依据ASTM E 681《化学品(蒸气和气体)爆炸极限标准测试方法》，且多为预先将液体通过加热转化为蒸汽，再通过管道输送至测试容器中。该方法在输送蒸汽时对输气管保温要求较高，容易使液体在管中液化，同时，该装置无法对初始高温高压条件下多元液体蒸汽的爆炸下限进行测量，国内专利CN201010509028.X、CN2012104077997、CN201510493529.6和CN201811114740.2等均未解决此问题。

发明内容

本发明解决现有技术存在的问题，提供一种针对初始高温高压条件下多元液体蒸汽爆炸下限的测试系统，该系统可提供初始压力0~5MPa，初始温度室温-200℃。

本发明的技术方案是：一种高温高压条件下多元可燃液体蒸汽爆炸下限测试装置，它包括球形爆炸容器：该装置还包括加热系统、配气系统、点火系统、时序控制器和数据采集系统；所述球形爆炸容器的外侧设置加热铸铝板，加热铸铝板电连接至加热系统；球形爆炸容器两侧的观察窗、法兰用法兰螺栓紧固；球形爆炸容器上还设有热电偶、压力传感器、点火电极和注液阀，点火电极、热电偶和压力传感器通过管接头进行密封；所述热电偶的一端插入到球形爆炸容器近内壁面的位置，另一端电连接至加热系统；压力传感器的一端插入球形爆炸容器，另一端依次电连接至数据采集系统和时序控制器；点火电极的一端插入到球形爆炸容器内，另一端依次电连接至点火系统和时序控制器；所述球形爆炸容器通过输气钢管连接配气系统，输气钢管经过阻火器连接至四通，四通分别连接压力表、真空泵和气体钢瓶。

所述阻火器与四通之间设置阻火器阀，真空泵与四通之间设置真空泵阀，气体钢瓶与四通中间设置气瓶阀门，压力表与四通之间设置压力表阀。

一种高温高压条件下多元可燃液体蒸汽爆炸下限测试装置的工作方式：

球形爆炸容器通过配气系统中的真空泵营造真空环境，通过配气系统中的气体钢瓶充入所需空气进行加压，测试液体利用注射器通过注液阀注入，充入球形爆炸容器的空气量由压力表的示数及气瓶阀门控制加压，实现在球形爆炸容器中营造出所需初始压力的易燃液体蒸汽/空气混合环境；

加热系统上有液晶显示器及温度调节按钮，加热系统通过控制加热铸铝板对球形爆炸容器进行加热，热电偶通过与加热系统连接对球形爆炸容器的温度进行控制，实现在球形爆炸容器内营造出可调节的温度环境；热电偶通过管接头插入球形爆炸容器近内壁面位置，通过热电偶的温度反馈，从而实现球形爆炸容器中温度环境的精确控制；