探究浓度梯度下可燃气体燃爆特性实验装置及其操作方法

技术特征：
1.一种探究浓度梯度下可燃气体燃爆特性实验装置，其特征在于，包括：实验管道，所述实验管道包括燃爆管道和球形阀，其中多个所述燃爆管道沿第一方向依次布置，在多个所述燃爆管道之间固定连接球形阀，所述球形阀将多个所述燃爆管道划分为多个密闭空间，其中所述球形阀的内径与所述燃爆管道的内径相同。2.根据权利要求1所述的探究浓度梯度下可燃气体燃爆特性实验装置，其特征在于，多个所述燃爆管道的侧壁上均设有可燃气体进气阀以及空气进气阀；多个所述燃爆管道上均设有压力表，用于测量所述密闭空间内注气时的压力值；多个所述燃爆管道上均设有压力传感器，用于测量多个所述燃爆管道内燃爆时的压力值；多个所述燃爆管道的侧壁上均设有点火电极。3.根据权利要求1所述的探究浓度梯度下可燃气体燃爆特性实验装置，其特征在于，还包括储气罐，所述储气罐内装有可燃气体，所述储气罐通过所述可燃气体进气阀与所述燃爆管道内部连通。4.根据权利要求1所述的探究浓度梯度下可燃气体燃爆特性实验装置，其特征在于，所述实验管道的首端和尾端均设有泄压板，所述泄压板用于燃爆时控制所述实验管道的泄爆压力。5.根据权利要求1所述的探究浓度梯度下可燃气体燃爆特性实验装置，其特征在于，多个所述燃爆管道的侧壁上均开设有可视窗，所述可视窗用于观察所述实验管道内燃爆时火焰的传播过程。6.根据权利要求1所述的探究浓度梯度下可燃气体燃爆特性实验装置，其特征在于，还包括排空阀，其中所述排空阀设置在多个所述燃爆管道的任一燃爆管道上，用于对所述实验管道进行排气。7.根据权利要求2所述的探究浓度梯度下可燃气体燃爆特性实验装置，其特征在于，还包括点火装置、数据采集仪、同步触发器和电脑，所述同步触发器分别与所述点火装置、数据采集仪以及电脑电连接，用于实现所述点火装置和数据采集仪的同步触发；所述数据采集仪用于采集多个所述压力传感器的数据，并将采集的数据发送至所述电脑；所述点火装置用于控制多个所述点火电极进行点火；所述电脑用于接收所述数据采集仪采集的数据，并向所述同步触发器发送触发指令。8.根据权利要求7所述的探究浓度梯度下可燃气体燃爆特性实验装置，其特征在于，还包括纹影系统和高速摄影机，所述纹影系统和所述高速摄影机用于记录所述燃爆管道内燃爆时火焰的传播过程，所述纹影系统和所述高速摄影机与所述同步触发器电连接。9.一种探究浓度梯度下可燃气体燃爆特性实验装置的操作方法，用于权利要求1-8任一项所述的探究浓度梯度下可燃气体燃爆特性实验装置，其特征在于，包括以下步骤：基于实验目的设置泄压板以满足实验管道燃爆时的燃爆压力，确定对应所述实验目的点火电极和注气时各密闭空间内的预设可燃气体浓度；关闭球形阀，利用分压法，通过注气装置从可燃气体进气阀向密闭空间内注入可燃气体，观察压力表示数，直至达到预设的可燃气体浓度，再通过空气进气阀向密闭空间内注入空气，观察压力表示数，直至压力表示数达到实验所需预设初始压力值；
重复上述步骤，以使多个所述密闭空间均达到各自的预设可燃气体浓度，其中多个所述密闭空间的可燃气体浓度沿第一方向形成预设浓度梯度；打开球形阀，通过电脑向同步触发器发送触发指令，以使所述同步触发器同步触发点火装置和数据采集仪，所述点火装置控制点火电极进行点火以使所述实验管道内的可燃气体发生燃爆，所述数据采集仪采集各压力传感器的数据，同时所述同步触发器同步触发纹影系统和高速摄影机，以使所述纹影系统和所述高速摄影机通过可视窗记录燃爆过程中火焰的传播过程，其中所述点火装置基于试验目的控制相应的所述燃爆管道上的点火电极。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，实验完成后，打开排空阀，利用真空泵将所述实验管道内产生的废气抽出；关闭排空阀，打开多个所述燃爆管道中任一所述燃爆管道的所述空气进气阀注入定量空气，关闭所述空气进气阀，打开所述排空阀，利用真空泵将空气排出，对所述实验管道进行清洗；重复上述步骤，直至所述实验管道内的废气充分排出。

技术总结
本申请提供一种探究浓度梯度下可燃气体燃爆特性实验装置及其操作方法，该实验装置包括：实验管道，实验管道包括燃爆管道和球形阀，多个燃爆管道沿第一方向依次布置，在多个燃爆管道之间固定连接球形阀，球形阀将多个燃爆管道划分为多个密闭空间，其中球形阀的内径与燃爆管道的内径相同。通过控制球形阀使多个燃爆管道分隔成为多个密闭空间，方便对各个密闭空间内部注入不同浓度的可燃气体，克服相关技术中无法定量研究浓度梯度间隔对燃爆过程中超压、温度及火焰传播速度等特性参数的影响，同时控制球形阀使具有浓度梯度的相邻密闭空间之间的浓度连续，球形阀的内径与燃爆管道的内径相同，避免由于球形阀干扰对燃爆过程火焰的传播过程产生影响。传播过程产生影响。传播过程产生影响。


技术研发人员：修子豪 刘振翼 李鹏亮 赵耀 李明智 蔡鹏 李苒苒
受保护的技术使用者：北京理工大学
技术研发日：2022.10.14
技术公布日：2022/11/11