【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于阻火器測試，具體涉及一種用于非穩態爆轟阻火器的測試裝置及測試方法。
技術介紹
1、阻火器是阻止火焰傳播的關鍵設施?；鹧嬖诠艿纼赛c燃后，隨著火焰的傳播，火焰速度也會呈現加速的狀態。在適當條件下，大致可以分為爆燃—非穩態爆轟—穩態爆轟的傳播特性。其中，在非穩態爆轟狀態下，其火焰傳播速度可達數千米每秒，爆炸峰值壓力可達數百倍初始壓力，其破壞性巨大。因此，對于非穩態爆轟阻火器尤其需要針對該工況開展阻火性能測試。然而，由于非穩態爆轟傳播過程距離較短，且存在較大的隨機性，給測試帶來了諸多挑戰。
2、iso16852(國際阻火器測試標準)給出了一種非穩態爆轟測試的技術方案，即通過判斷非穩態爆轟壓力的數值確定其為非穩態爆轟，并通過5次阻火測試，方為認可阻火性能合格。即便如此，在真實阻火性能測試中，為了滿足非穩態爆轟測試的壓力條件，往往需要開展數十次阻火實驗才能得到5組有效實驗數據，一方面大大影響了測試效率，另一方面過多的測試有可能影響阻火器的結構穩定性，從而導致測試結果偏差較大。目前對于非穩態爆轟阻火器的測試裝置設計僅限于經驗，比如對應dn80的管道阻火器，需要設置50～120倍管徑的測試管道。因此，現有非穩態爆轟阻火器測試存在測試裝置設計不明確、測試數據重復性差阻火器測試結果存在偏差，且現有技術單純依靠火焰判斷阻火性能，無法及時評估結構完整性，導致測試效率低、安全性差。
技術實現思路
1、針對如上所述的技術問題，本專利技術旨在提出一種用于非穩態爆轟阻火器的測試裝置，該測
2、為此，根據本專利技術的第一方面，提供了一種用于非穩態爆轟阻火器的測試裝置，包括：用于連接待測阻火器的管路單元，所述管路單元包括第一管路和第二管路，所述待測阻火器連接在所述第一管路和所述第二管路之間；設置在所述第一管路上的非穩態爆轟調節模塊，用于模擬非穩態爆轟測試條件；設置在所述第一管路上的非穩態爆轟參數測量模塊；與所述非穩態爆轟參數測量模塊信號連接的數據采集處理單元，用于實時采集所述非穩態爆轟參數測量模塊測量的參數并進行處理，以判斷是否達到非穩態爆轟；以及設置在所述第二管路上的性能測試模塊，用于判斷所述待測阻火器的性能。
3、在一個實施例中，所述非穩態爆轟調節模塊包括多個間隔開分布的點火單元，多個所述點火單元設置在所述第一管路的遠離所述待測阻火器的一端，通過調節點火點位置能夠實現非穩態爆轟。
4、在一個實施例中，所述點火單元采用高能點火或化學點火方式，且所述點火單元的點火能量不小于100mj。
5、在一個實施例中，所述非穩態爆轟調節模塊還包括設置在所述第一管路的內部的火焰湍流加速單元，所述火焰湍流加速單元設置在與所述點火單元對應的區域。
6、在一個實施例中，所述火焰湍流加速單元包括多個交替排列分布的隔離環和加速環，所述加速環上均布有多個火焰過流孔，所述加速環的參數滿足以下關系式：
7、10％<f<50％，5<n<20，0.5d<l<2d，
8、其中，f為所述加速環的結構阻塞度，n為所述加速環的數量，l為所述隔離環的軸向長度，d為所述第一管路的內徑。
9、在一個實施例中，所述隔離環的軸向長度l處于0.5d～2d的范圍內，所述加速環的厚度設置成處于3～30mm的范圍內。
10、在一個實施例中，所述非穩態爆轟調節模塊還包括火焰能量提升單元，其連接在所述第一管路的遠離所述待測阻火器的一端的端部。
11、在一個實施例中，所述火焰能量提升單元的第一接口的流通面積不大于所述第一管路的第二接口的流通面積。
12、在一個實施例中，所述非穩態爆轟參數測量模塊包括壓力測量單元和速度測量單元，分別用于測量非穩態爆轟壓力和非穩態爆轟速度。
13、在一個實施例中，所述壓力測量單元采用動態壓力傳感器。
14、在一個實施例中，所述速度測量單元設有多個，且所述速度測量單元采用光電傳感器或者離子傳感器，相鄰的所述速度測量單元之間的間距不大于5d，其中，d為所述第一管路的內徑。
15、在一個實施例中，所述性能測試模塊包括：
16、與所述待測阻火器連接的阻火器結構完整性監測單元，用于監測所述待測阻火器在測試過程是否出現結構破壞或變形；以及
17、設置在所述第二管路上的阻火性能判斷單元，用于判斷所述待測阻火器在測試過程是否有火焰穿過。
18、在一個實施例中，所述阻火器結構完整性監測單元采用位移傳感器或超聲傳感器，所述阻火性能判斷單元采用火焰傳感器、離子傳感器或光電傳感器。
19、在一個實施例中，在所述第二管路上設有非穩態爆轟壓力測試測量單元，用于測試非穩態爆轟測試條件是否達到測試要求的壓力。
20、在一個實施例中，在所述第一管路的自由端設有進氣單元，其包括與所述第一管路連通的進氣管路和設置在所述進氣管路中的進氣閥，在所述第二管路的自由端設有出氣單元，其包括與所述第二管路連通的出氣管路和設置在所述出氣管路中的出氣閥，其中，通過所述進氣單元和所述出氣單元能夠對測試過程氣體進行置換，并能夠對測試壓力進行調控。
21、根據本專利技術的第二方面，提供了一種用于非穩態爆轟阻火器的測試方法，包括以下步驟：
22、提供如上所述的測試裝置；
23、將待測阻火器接入所述管路單元中；
24、通過所述非穩態爆轟調節模塊調節在所述第一管路上的點火位置，從而模擬得到非穩態爆轟測試條件；
25、通過多次交替進行爆轟和爆燃測試，并根據所述性能測試模塊中的阻火器結構完整性監測單元監測所述待測阻火器在測試過程是否出現結構破壞或變形，以及根據所述性能測試模塊中的阻火性能判斷單元判斷所述待測阻火器在測試過程是否有火焰穿過，從而判斷所述待測阻火器的性能，所述阻火器結構完整性監測單元設置在待測阻火器的與點火端相對的一端，所述阻火性能判斷單元設置在所述第二管路上；
26、其中，當爆轟和爆燃測試阻火成功，且所述阻火器結構完整性監測單元判斷待測阻火器的結構變形量小于5％待測阻火器的阻火單元厚度時，判斷阻火性能合格。
27、與現有技術相比，本申請的優點之處在于：
28、根據本專利技術的用于非穩態爆轟阻火器的測試裝置基于爆轟學理論，通過設計在線式非穩態爆轟調節模塊，利用火焰湍流加速單元和/或火焰能量提升單元實現對火焰發展的控制，快速實現非穩態爆轟測試條件。非穩態爆轟調節模塊能夠精確達到非穩態爆轟條件，顯著提高了阻火器測試效率，解決了現有技術多次無效測試導致的阻火器測試結果存在偏差的問題。并且，性能測試模塊采用阻火器結構完整性監測單元和阻火性能判斷單元，從阻火器阻火性能以及阻火器結構完整性兩方面及時評估阻火器非穩態爆轟性能，實現了及時評估結構完整性，實現在線判斷阻火器性能，進一步提高了測試效率，顯著增強本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種用于非穩態爆轟阻火器的測試裝置，包括：
2.根據權利要求1所述的用于非穩態爆轟阻火器的測試裝置，其特征在于，所述非穩態爆轟調節模塊包括多個間隔開分布的點火單元(2)，多個所述點火單元(2)設置在所述第一管路的遠離所述待測阻火器的一端，通過調節點火點位置能夠實現非穩態爆轟。
3.根據權利要求2所述的用于非穩態爆轟阻火器的測試裝置，其特征在于，所述點火單元采用高能點火或化學點火方式，且所述點火單元的點火能量不小于100mJ。
4.根據權利要求2或3所述的用于非穩態爆轟阻火器的測試裝置，其特征在于，所述非穩態爆轟調節模塊還包括設置在所述第一管路的內部的火焰湍流加速單元(3)，所述火焰湍流加速單元設置在與所述點火單元對應的區域。
5.根據權利要求4所述的用于非穩態爆轟阻火器的測試裝置，其特征在于，所述火焰湍流加速單元包括多個交替排列分布的隔離環(131)和加速環(132)，所述加速環上均布有多個火焰過流孔(133)，所述加速環的參數滿足以下關系式：
6.根據權利要求5所述的用于非穩態爆轟阻火器的測試裝置，其特征在于，所述
7.根據權利要求4所述的用于非穩態爆轟阻火器的測試裝置，其特征在于，所述非穩態爆轟調節模塊還包括火焰能量提升單元(17)，其連接在所述第一管路的遠離所述待測阻火器的一端的端部。
8.根據權利要求7所述的用于非穩態爆轟阻火器的測試裝置，其特征在于，所述火焰能量提升單元的第一接口(171)的流通面積不大于所述第一管路的第二接口(311)的流通面積。
9.根據權利要求1所述的用于非穩態爆轟阻火器的測試裝置，其特征在于，所述非穩態爆轟參數測量模塊包括壓力測量單元(12)和速度測量單元(4)，分別用于測量非穩態爆轟壓力和非穩態爆轟速度。
10.根據權利要求9所述的用于非穩態爆轟阻火器的測試裝置，其特征在于，所述壓力測量單元采用動態壓力傳感器。
11.根據權利要求9所述的用于非穩態爆轟阻火器的測試裝置，其特征在于，所述速度測量單元設有多個，且所述速度測量單元采用光電傳感器或者離子傳感器，相鄰的所述速度測量單元之間的間距不大于5D，其中，D為所述第一管路的內徑。
12.根據權利要求9所述的用于非穩態爆轟阻火器的測試裝置，其特征在于，所述性能測試模塊包括：
13.根據權利要求12所述的用于非穩態爆轟阻火器的測試裝置，其特征在于，所述阻火器結構完整性監測單元采用位移傳感器或超聲傳感器，所述阻火性能判斷單元采用火焰傳感器、離子傳感器或光電傳感器。
14.根據權利要求1所述的用于非穩態爆轟阻火器的測試裝置，其特征在于，在所述第二管路上設有非穩態爆轟壓力測試測量單元(7)，用于測試非穩態爆轟測試條件是否達到測試要求的壓力。
15.根據權利要求1所述的用于非穩態爆轟阻火器的測試裝置，其特征在于，在所述第一管路的自由端設有進氣單元，其包括與所述第一管路連通的進氣管路(15)和設置在所述進氣管路中的進氣閥(14)，在所述第二管路的自由端設有出氣單元，其包括與所述第二管路連通的出氣管路(11)和設置在所述出氣管路中的出氣閥(10)，
16.一種用于非穩態爆轟阻火器的測試方法，包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種用于非穩態爆轟阻火器的測試裝置，包括：
2.根據權利要求1所述的用于非穩態爆轟阻火器的測試裝置，其特征在于，所述非穩態爆轟調節模塊包括多個間隔開分布的點火單元(2)，多個所述點火單元(2)設置在所述第一管路的遠離所述待測阻火器的一端，通過調節點火點位置能夠實現非穩態爆轟。
3.根據權利要求2所述的用于非穩態爆轟阻火器的測試裝置，其特征在于，所述點火單元采用高能點火或化學點火方式，且所述點火單元的點火能量不小于100mj。
4.根據權利要求2或3所述的用于非穩態爆轟阻火器的測試裝置，其特征在于，所述非穩態爆轟調節模塊還包括設置在所述第一管路的內部的火焰湍流加速單元(3)，所述火焰湍流加速單元設置在與所述點火單元對應的區域。
5.根據權利要求4所述的用于非穩態爆轟阻火器的測試裝置，其特征在于，所述火焰湍流加速單元包括多個交替排列分布的隔離環(131)和加速環(132)，所述加速環上均布有多個火焰過流孔(133)，所述加速環的參數滿足以下關系式：
6.根據權利要求5所述的用于非穩態爆轟阻火器的測試裝置，其特征在于，所述隔離環的軸向長度l處于0.5d～2d的范圍內，所述加速環的厚度設置成處于3～30mm的范圍內。
7.根據權利要求4所述的用于非穩態爆轟阻火器的測試裝置，其特征在于，所述非穩態爆轟調節模塊還包括火焰能量提升單元(17)，其連接在所述第一管路的遠離所述待測阻火器的一端的端部。
8.根據權利要求7所述的用于非穩態爆轟阻火器的測試裝置，其特征在于，所述火焰能量提升單元的第一接口(171)的流通面積不大于所述第一管路的第二接口(311)...
【專利技術屬性】
技術研發人員：鮑磊，王鵬，管振強，何春宏，胡波，于安峰，
申請(專利權)人：中國石油化工股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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