[发明专利]油水气共存受限空间可燃气体爆炸特性测试装置及方法

说明书

本发明提供了一种油水气共存受限空间可燃气体爆炸特性测试装置及方法，涉及受限空间爆炸研究技术领域，解决了现有缺乏对油水气共存受限空间可燃气体爆炸特性研究的技术问题。该装置包括管道系统、配气系统、供水系统和供油系统，管道系统包括密封的水平管道、点火系统和数据采集系统，配气系统包括油气配气系统和可燃气体配气系统，且油气配气系统和可燃气体配气系统分别与水平管道相连接，用于分别向水平管道内通入油气和可燃气体，供水系统与水平管道相连接，供油系统与水平管道相连接，点火系统包括设置在水平管道内的点火杆和计算机控制系统，数据采集系统与计算机控制系统相连接，用于采集水平管道爆炸时的爆炸数据并传输至计算机控制系统。

技术领域

本发明涉及受限空间可燃气体爆炸研究技术领域，尤其是涉及一种油水气 共存受限空间可燃气体爆炸特性测试装置及方法。

背景技术

污水管网是一种典型的受限空间，其内部容易积聚可燃气体并存在气体爆 炸事故风险。同时城市地下输油管道因泄漏极有可能泄入污水管网，从而在污 水管网内形成油-水-可燃性气体共存的爆炸环境。

本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：目前有研究者针对受限空 间内气体爆炸特性开展了相关研究。其中，在甲烷、氢气、乙烯等单一气体爆 炸特性方面，研究者探讨了气体浓度、初始压力、初始温度、点火位置、障碍 物、受限空间体积及形状、细水雾等因素的影响规律。在氢气-甲烷、一氧化碳 -甲烷、甲烷-一氧化碳-乙烯等多元气体爆炸特性方面，研究者分析了多元气体 组分、气体浓度、受限空间结构、障碍物、惰性气体等因素的影响。然而对于 蓄水或蓄油条件下受限空间可燃气体爆炸特性研究较少涉及，且尚未开展油- 水共存受限空间多元气体爆炸特性方面的研究。由于油、水共存时，在气体爆 炸过程中存在液态油和水的蒸发，生成的气体将直接参与或影响爆炸进程，油- 水耦合作用机理不明且亟待揭示，因此对油-水-气共存受限空间可燃气体爆炸 特性开展研究尤为必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种油水气共存受限空间可燃气体爆炸特性测试装 置及方法，以解决现有技术中缺乏对油-水-气共存受限空间可燃气体爆炸特性 研究的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸 多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种油水气共存受限空间可燃气体爆炸特性测试装置，包括 管道系统、配气系统、供水系统和供油系统，其中，所述管道系统包括密封的 水平管道、点火系统和数据采集系统，所述配气系统包括油气配气系统和可燃 气体配气系统，且所述油气配气系统和所述可燃气体配气系统分别与所述水平 管道相连接，用于分别向所述水平管道内通入油气和可燃气体，所述供水系统 与所述水平管道相连接，用于向所述水平管道内通入水，所述供油系统与所述 水平管道相连接，用于向所述水平管道内通入油，所述点火系统包括设置在所 述水平管道内的点火杆和计算机控制系统，所述计算机控制系统能够控制所述 点火杆以点燃所述水平管道内的可燃气体，所述数据采集系统与所述计算机控 制系统相连接，用于采集所述水平管道爆炸时的爆炸数据并传输至所述计算机 控制系统。

根据一种优选实施方式，所述数据采集系统包括设置在所述水平管道顶部 的多个压力/温度传感器，多个所述压力/温度传感器分别沿所述水平管道的长度 方向间隔设置，且每个所述压力/温度传感器均与所述计算机控制系统相连接， 以将所述水平管道爆炸时压力和温度数据传输至所述计算机控制系统。

根据一种优选实施方式，所述数据采集系统还包括正对所述水平管道且在 所述水平管道上方设置的高速摄像机，所述高速摄像机与所述计算机控制系统 相连接，以对所述水平管道爆炸时进行拍摄，并将采集的火焰数据传输至所述 计算机控制系统。