氫氣和紅油爆炸源項實驗設(shè)備

設(shè)備組成

該設(shè)備可模擬H₂和紅油在一定溫度和壓力條件下的爆炸行為，并對爆炸過程中的各項參數(shù)進行監(jiān)測。整個實驗設(shè)備包括以下系統(tǒng)：

主要技術(shù)參數(shù)

一、貯罐模擬系統(tǒng)

☆ 使用介質(zhì)：：硝酸、磷酸三丁酯（TBP）、煤油、氫氣、水；

☆ 罐內(nèi)徑Φ1000；

☆ 均溫區(qū)有效尺寸：Φ1000×450mm；

☆ 設(shè)計溫度140℃；

☆ 最高工作溫度：140℃；

☆ 設(shè)計壓力：2.0MPa；

☆ 材料：罐體及法蘭采用30408不銹鋼；

☆ 高溫磁力驅(qū)動攪拌器，調(diào)速范圍為0～400轉(zhuǎn)/分；工作溫度范圍0～150℃；

☆ 設(shè)置3個DN100圓形視窗，設(shè)計壓力2MPa。其中前后各一片Ф100mm 石英玻璃光學(xué)視窗，視窗面嚴(yán)格平行，一側(cè)配置一片Ф100mm石英玻璃光學(xué)視窗，其軸心與前后視窗軸心垂直，石英玻璃光學(xué)視窗透射波長范圍200～1000nm，面精度為1/4波長@328nm；該視窗組可在系統(tǒng)上同步應(yīng)用的測試儀器主要包括瞬態(tài)光譜測試系統(tǒng)、PIV系統(tǒng)、高速紋影系統(tǒng)、PLIF系統(tǒng)、粒度實時分析儀等；

☆ 可加熱罐體介質(zhì)，加熱溫度≥130℃；

☆ 配置DN50阻火泄壓保護組件，保證爆炸實驗過程中貯罐安全；

☆ 具有測試系統(tǒng)安裝接口；

☆ 具有點火電源安裝接口；

☆ 點火裝置：

a、300VA高頻脈沖點火裝置；

b、火花電壓（有效值）：15kV，；火花電流（有效值）：20mA；

c、點火能量可調(diào)，持續(xù)時間：1～1000ms。

二、測試系統(tǒng)

 測試系統(tǒng)包括同步控制和高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，用于檢測記錄爆炸發(fā)生的瞬間，容器內(nèi)不同點的溫度壓力等參數(shù)的變化。系統(tǒng)由高速溫度傳感器、高速壓力傳感器（0~2MPa、精度0.5%）、高速采集控制器、同步控制器組成。系統(tǒng)每通道采樣頻率不低于20kHz，采集器具有存儲功能及接收同步控制的功能；通過無線遙控器控制，同步控制系統(tǒng)可同步或延遲觸發(fā)高速攝像機、點火裝置和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

   1）高速溫度傳感器

型式：K型熱電偶；

量程：0～1300℃；

響應(yīng)時間：≤1ms

采樣頻率：≥20kHz

分辨率：1℃；

精度：0.5%FS

   2）高速壓力傳感器

功能：實現(xiàn)對爆炸過程超壓的采集

量程(按表壓配傳感器)：-0.1～2MPa兩支；-0.1~1MPa一支；

頻率響應(yīng)：≥20kHz；

精度：0.5%FS；

探頭數(shù)量：3個；

安裝位置：罐體頂端、距離罐體頂端0.2m、距離罐體頂端0.4m處。

   3）火焰強度傳感器

探測波長：400～700nm；

響應(yīng)照度：10～10000Lux；

響應(yīng)時間：≤10us；

采樣頻率：≥20kHz；

   4）氫氣檢測儀

量程：0～100%VOL； 分辨率：0.1%VOL

安裝位置：探頭安裝在模擬貯罐頂部。

   5）氧氣濃度儀

量程：0～100%VOL； 分辨率：0.1%VOL

安裝位置：探頭安裝在模擬貯罐側(cè)壁。

三、監(jiān)視系統(tǒng)

3.1高速攝像機：數(shù)量：1臺；高速攝像機幀率：≥3000幀/s，分辨率：≥1920×1080

3.2圖像處理裝置：計算機1臺；圖像處理軟件1套。

四、輔助系統(tǒng)

4.1壓空系統(tǒng)

 空壓機排氣壓力：≥0.7MPa；

 空壓機排氣流量不小于0.1m³/min。

4.2真空及配氣系統(tǒng)

 選用無油真空泵，配置阻火管路，排氣流量不低0.1m³/min；

 排氣壓力：不低于0.8MPa；

 配氣壓力傳感器：測量范圍0～100kPa(絕對壓力配傳感器)，分辨率0.1 kPa ， 精度±0.1%FS。

4.3高溫高壓反應(yīng)釜

 容積：500mL；

 溫度：0～300℃；

 壓力：-0.09～20MPa；

 材質(zhì)：S30408，耐稀硝酸腐蝕；

 控溫方式：LCD液晶PID人工智能控溫儀表；

 攪拌速率：0～1500r/min；

 配件：高壓進出氣針閥、壓力表、測溫裝置、防爆裝置等；

 傳輸：RS485或4～20mA。

4.4稱量系統(tǒng)

 電子天平：稱重范圍0～500g，讀數(shù)精度0.1mg，485網(wǎng)絡(luò)接口。

4.5配電系統(tǒng)

 防爆型配電柜1個，在滿足氫氣爆炸試驗的要求下，預(yù)留備用回路8個。