氫氣和紅油爆炸源項實驗設備

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設備組成

該設備可模擬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進行監測。整個實驗設備包括以下系統：

主要技術參數

一、貯罐模擬系統

☆ 使用介質：：硝酸、磷酸三丁酯（TBP）、煤油、氫氣、水；

☆ 罐內徑Φ1000；

☆ 均溫區有效尺寸：Φ1000×450mm；

☆ 設計溫度140℃；

☆ 最高工作溫度：140℃；

☆ 設計壓力：2.0MPa；

☆ 材料：罐體及法蘭采用30408不銹鋼；

☆ 高溫磁力驅動攪拌器，調速范圍為0～400轉/分；工作溫度范圍0～150℃；

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

☆ 可加熱罐體介質，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，持續時間：1～1000ms。

二、測試系統

 測試系統包括同步控制和高速數據采集系統，用于檢測記錄爆炸發生的瞬間，容器內不同點的溫度壓力等參數的變化。系統由高速溫度傳感器、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，同步控制系統可同步或延遲觸發高速攝像機、點火裝置和數據采集系統。

   1）高速溫度傳感器

型式：K型熱電偶；

量程：0～1300℃；

響應時間：≤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：≥20kHz；

精度：0.5%FS；

探頭數量：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；

響應照度：10～10000Lux；

響應時間：≤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壁。

三、監視系統

3.1高速攝像機：數量：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

4.1壓空系統

 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

 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高溫高壓反應釜

 容積：500mL；

 溫度：0～300℃；

 壓力：-0.09～20MPa；

 材質：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

 電子天平：稱重范圍0～500g，讀數精度0.1mg，485網絡接口。

4.5配電系統

 防爆型配電柜1個，在滿足氫氣爆炸試驗的要求下，預留備用回路8個。