一種在外場無約束條件下可燃液體爆炸危險性的評判方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種在外場無約束條件下可燃液體爆炸危險性的評判方法，包括如下步驟：(1)選擇試驗場地及氣象條件；(2)將可燃液體樣品灌入模擬容器；(3)確定模擬容器位置和測定系統(tǒng)位置，布置測定系統(tǒng)和模擬容器；(4)布置點火裝置，引燃；(5)評判危險性。本發(fā)明方法通過在外場無約束條件下可燃液體爆炸危險性的評判方法，測量爆炸過程是在外場無約束條件下進行，接近發(fā)生爆炸過程場合的實際條件，可以準(zhǔn)確地評判無約束條件下可燃液體著火爆炸的危險性。
【專利說明】一種在外場無約束條件下可燃液體爆炸危險性的評判方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種爆炸危險性的評判方法，尤其涉及一種在外場無約束條件下可燃 液體爆炸危險性的評判方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 無約束條件下可燃液體爆炸試驗是指可燃液體置于空曠場地中進行爆炸試驗，其 危險性包括了液體著火爆炸造成的熱傷害和沖擊波傷害。
[0003] 可燃液體的爆炸危險性問題一直是人們關(guān)注的重點，近幾十年以來，由于可燃液 體引起的爆炸事故造成了大量的人員傷亡和嚴(yán)重的財產(chǎn)損失?？扇家后w的安全問題突出， 特別是在消防滅火等特殊環(huán)境下對可燃液體的使用安全性則提出了更高要求。因此世界各 國都高度重視可燃液體安全方面的研究，每年投入大量資金和人力開展相關(guān)課題研究。
[0004] 國內(nèi)外在無約束狀態(tài)下燃料爆炸方面做了很多工作，例如，Dorofeev S. B.在大尺 度實驗中使用了 〇. 1?1〇〇噸的工業(yè)燃料，即汽油、煤油和柴油，利用TNT炸藥作為點火源， 引爆填裝于容器中的燃料，研究了最大火球直徑、熱作用時間、輻射總能量隨燃料量的變化 關(guān)系，得到柴油在爆燃條件下的爆炸火球參數(shù)隨燃料的變化計算公式I -III，然而，該實驗 方法未考慮點火位置對實驗結(jié)果的影響。

【權(quán)利要求】
1. 一種在外場無約束條件下可燃液體爆炸危險性的評判方法，其特征在于，包括如下 步驟： (1) 選擇試驗場地及氣象條件； (2) 將可燃液體樣品灌入模擬容器； (3) 確定模擬容器位置和測定系統(tǒng)位置，布置測定系統(tǒng)和模擬容器：先確定所述模擬 容器的位置，再確定測定系統(tǒng)的位置；然后依次布置所述測定系統(tǒng)和所述模擬容器；所述 測定系統(tǒng)包括熱效應(yīng)測定系統(tǒng)、壓力測定系統(tǒng)和高速錄像系統(tǒng)； (4) 布置點火裝置，引燃； (5) 評判危險性：由所述測定系統(tǒng)得到所述可燃液體樣品的爆炸特征參數(shù)，選用所述 爆炸特征參數(shù)中的一種或幾種作為評判可燃液體爆炸危險性的指標(biāo)；所述爆炸特征參數(shù)為 爆炸超壓值、爆炸火球表面最高溫度、高溫區(qū)持續(xù)時間、爆炸最大火球表面積和熱輻射通量 五種；在同等試驗條件下，所述爆炸特征參數(shù)越大，液體的爆炸危險性越大。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述在外場無約束條件下可燃液體爆炸危險性的評判方法，其特征 在于，所述步驟（1)選擇試驗場地及氣象條件具體步驟如下： 選擇平坦開闊、中等硬度土質(zhì)地面為試驗場地；選擇氣象條件為晴朗天氣，地面平均風(fēng) 速彡7m/s，陣風(fēng)風(fēng)速彡lOm/s，溫度波動范圍彡±10°C。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述在外場無約束條件下可燃液體爆炸危險性的評判方法，其特征 在于，所述述溫度波動范圍< ±5°C。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述在外場無約束條件下可燃液體爆炸危險性的評判方法，其特征 在于，所述步驟（2)對可燃液體樣品進行預(yù)處理具體步驟如下： 將可燃液體樣品灌入模擬容器中，使所述模擬容器的留空率為20%?80%，密封所述 模擬容器，靜置12h以上；所述可燃液體樣品為能燃燒或爆炸的液體；所述模擬容器采用金 屬材質(zhì)制成，容積為1L?1000L。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述在外場無約束條件下可燃液體爆炸危險性的評判方法，其特征 在于，所述可燃液體樣品為汽油、煤油、柴油、烴類、醇類、醚類、酯類或有機酸，所述模擬容 器的留空率為30%?60%，所述金屬材質(zhì)為鋁合金或鐵，所述模擬容器容積為5L?200L。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述在外場無約束條件下可燃液體爆炸危險性的評判方法，其特征 在于，所述步驟（3)中所述測定系統(tǒng)包括熱效應(yīng)測定系統(tǒng)、壓力測定系統(tǒng)和高速錄像系統(tǒng)； 所述熱效應(yīng)測定系統(tǒng)為非接觸式紅外熱成像系統(tǒng)或熱電偶測溫系統(tǒng)或二者結(jié)合；所述壓力 測定系統(tǒng)由壓力傳感器及數(shù)據(jù)信號調(diào)理和采集裝置組成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述在外場無約束條件下可燃液體爆炸危險性的評判方法，其特征 在于，所述步驟（3)布置測定系統(tǒng)具體步驟如下： 先確定所述模擬容器距離地面高度為l〇cm?200cm，設(shè)定所述模擬容器橫切面中心的 正下方地面上的點為A點；然后將所述測定系統(tǒng)布置在地面上，其中將所述非接觸式紅外 熱成像系統(tǒng)布置在距離所述A點10m?100m處，將所述熱電偶測溫系統(tǒng)布置在距離所述A 點0· 5m?5m處；所述壓力傳感器的個數(shù)> 2,將所有所述壓力傳感器布置在與A點同一條 直線上，所有所述壓力傳感器是等間距的，所述間距與離A點最近的壓力傳感器到A點的距 離相等，所述間距為〇. 5m?5m ;將所述高速錄像系統(tǒng)布置在距離所述A點10m?100m處， 所述高速錄像系統(tǒng)的拍攝速度為200?20000幀/秒。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述所述在外場無約束條件下可燃液體爆炸危險性的評判方法，其 特征在于，所述模擬容器距離地面高度為50cm?100cm，所述非接觸式紅外熱成像系統(tǒng)距 離所述A點20m?50m，所述熱電偶測溫系統(tǒng)距離所述A點lm?3m，所述間距為lm?3m， 所述高速錄像系統(tǒng)距離所述A點20m?50m，所述高速錄像系統(tǒng)的拍攝速度為500?5000 幀/秒。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述在外場無約束條件下可燃液體爆炸危險性的評判方法，其特征 在于，所述步驟（4)布置點火裝置具體步驟如下：將點火裝置水平方向置于模擬容器橫切 面中心處，垂直方向上置于蒸氣相與液相的分界面處；所述點火裝置由雷管和高能炸藥藥 柱組成，所述高能炸藥藥柱為球形、方形或圓柱形壓裝藥柱，所述藥柱置于金屬或塑料材質(zhì) 殼體中使用或者不裝入殼體直接使用；所述藥柱中裝有高能炸藥，所述高能炸藥為黑索金、 B炸藥或海薩爾，通過引爆所述點火裝置來引燃所述可燃液體樣品。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1-9中任意一種所述在外場無約束條件下可燃液體爆炸危險性的評 判方法，其特征在于，所述步驟（5)評判危險性具體步驟如下：由測定系統(tǒng)得到所述可燃液 體樣品的五種爆炸特征參數(shù)，所述五種爆炸特征參數(shù)為爆炸超壓值、爆炸火球表面最高溫 度、高溫區(qū)持續(xù)時間、爆炸最大火球表面積和熱輻射通量，所述高溫區(qū)持續(xù)時間為火球表面 溫度大于l〇〇〇°C的持續(xù)時間；在區(qū)分一次爆炸與二次爆炸的基礎(chǔ)上，選用所述五種爆炸特 征參數(shù)中的一種或幾種作為評判可燃液體爆炸危險性的指標(biāo)，在同等試驗條件下，所述爆 炸特征參數(shù)越大，液體的爆炸危險性越大；所述一次爆炸為所述高能炸藥爆炸，所述二次爆 炸為所述可燃液體樣品爆炸；區(qū)分所述一次爆炸和二次爆炸的方法為通過由所述高速錄像 系統(tǒng)得到的高速影像找出可燃液體樣品引燃時間，所述引燃時間之前為一次爆炸，所述引 燃時間之后為二次爆炸。
【文檔編號】G01N33/22GK104267168SQ201410384954
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年8月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月5日
【發(fā)明者】魯長波, 安高軍, 熊春華 申請人:中國人民解放軍總后勤部油料研究所