一种受限空间燃爆模拟与爆炸泄压、抑爆实验平台及方法

专利主权项内容

1.一种受限空间燃爆模拟与爆炸泄压抑爆实验平台的实验方法，其特征在于，所述实验平台包括实验舱(1)、点火系统(2)、抑制系统(4)、配气系统(5)、数据采集系统(6)、控制系统(7)以及主控计算机(8)，点火系统(2)、抑制系统(4)、配气系统(5)、数据采集系统(6)连接在实验舱(1)舱体上，控制系统(7)分别与点火系统(2)、抑制系统(4)、配气系统(5)、数据采集系统(6)无线连接；控制系统(7)与主控计算机(8)连接；所述实验舱(1)为立体方舱，在实验舱(1)顶面预留多个抑制剂喷口(403)；在实验舱(1)的顶面设有窗式泄爆口(3)，窗式泄爆口(3)由数个不同尺寸的回字型凸台结构的泄压膜框(301)通过高强螺栓(9)嵌套而成，实现泄爆口尺寸的可调节；在进行燃爆实验时，在实验舱(1)一侧壁设置窗式泄爆口(3)，或通过拆卸半边开口封条(10)与半边开启面板(11)上的螺栓，设置半边全开式泄爆口；在进行轰燃实验和回燃实验时，实验舱(1)一侧壁设为可快速开启的门式泄爆面(13)，门式泄爆面(13)通过可快速开启铰链(14)与实验舱(1)的舱体连接，并通过高强螺栓(9)嵌套的方式实现舱门宽度的可调节；所述实验方法包括：受限空间燃爆模拟与爆炸泄压、抑爆实验；受限空间轰燃模拟与抑制实验；受限空间回燃模拟与抑制实验；一、受限空间燃爆模拟与爆炸泄压、抑爆实验在进行受限空间燃爆模拟与爆炸泄压、抑爆实验时，根据实验需要选择使用侧壁窗式泄爆口(3)或半边全开式泄爆口，首先分别或同时使用顶面和一侧壁泄爆口，调节泄爆口的尺寸，并在泄爆口上安装不同类型泄爆材料，在保证实验舱密闭性要求的前提下，同时实现不同破膜压力的泄爆模拟；根据实验需求，分别或同时使用不同类别的抑制系统(4)；根据实验需求，通过配气系统(5)将可燃气体和空气按配比浓度体积比从两个气体进样接口(501)处充入实验舱内，实现实验舱内混合气体的均匀或非均匀分布；然后通过控制系统同步或延迟开启点火系统(2)以及抑制系统(4)，观测并记录相关特征参数；通过分别或同时使用窗式泄爆口(3)和抑制系统(4)，可实现受限空间内泄爆、抑爆实验的单独或同时模拟；二、受限空间轰燃模拟与抑制实验在进行受限空间轰燃模拟与抑制实验时，解除配气系统(5)和点火系统(2)与实验舱之间的连接，并将相应连接口封闭；根据实验需要安装好壁面材料固定装置，铺设熔融或非熔融壁面材料(15)，在底面铺设带网格底板(16)，在带网格底板(16)上设置用于测量熔融材料油池面积的热电偶(18)；按预先设计的数量、位置以及摆放方式在底面设置标准燃烧物(17)，来控制燃烧物对壁面材料的辐射引燃效率，实现不同火灾荷载密度、不同辐射引燃条件下的轰燃模拟；人为点燃标准燃烧物(17)，观测并记录舱内温度发展变化情况以及熔融材料熔化形成的池火面积，进而提出引火源放热量与轰燃时间的量化关系，并建立熔融材料轰燃预测模型；当进行轰燃抑制实验时，根据实验需求选择不同类别的抑制系统(4)，并通过控制系统(7)在轰燃发生后启动抑制系统(4)，观测并记录相关实验参数；三、受限空间回燃模拟与抑制实验在进行受限空间回燃模拟与抑制实验时，在实验舱(1)底面放置燃烧器(19)，并通过预设的燃烧器供气口(509)将燃烧器(19)与配气系统(5)连接；首先开启配气系统(5)向燃烧器(19)供应燃料，使燃烧器(19)开始燃烧耗氧，随后关闭门式泄爆面(13)；在设定时间关闭第二电磁阀(503)停止燃气供应，随之采用控制系统快速开启门式泄爆面(13)，观测实验现象并记录温度、压力参数；对于回燃抑制实验，先根据需求选择抑制系统(4)，当燃烧器(19)开启燃烧、门式泄爆面(13)关闭后，开启抑制剂喷头(402)向舱内喷放抑制剂，并记录喷放质量，在设定时间停止燃气供应，随之采用控制系统(7)快速开启门式泄爆面(13)，测试评价回燃抑制效果。