高壓蒸氣爆炸測試裝置及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種高壓蒸氣爆炸測試裝置及系統(tǒng)，其中，所述測試裝置包括：承壓容器，具有與高壓蒸氣介質(zhì)注入管內(nèi)徑一致的腔體，用于為高壓蒸氣介質(zhì)提供裝載和實(shí)驗(yàn)的場所；承壓容器的底部側(cè)面設(shè)置有介質(zhì)注入口，用于向承壓容器的腔體注入實(shí)驗(yàn)介質(zhì)；泄壓裝置，為中空結(jié)構(gòu)，設(shè)置在承壓容器頂部，與承壓容器連接導(dǎo)通；泄壓裝置的空腔內(nèi)設(shè)置有爆破片；加熱裝置，用于對承壓容器內(nèi)的實(shí)驗(yàn)介質(zhì)進(jìn)行加熱；傳感器，設(shè)置在承壓容器的腔體內(nèi)，用于采集承壓容器的腔體內(nèi)實(shí)驗(yàn)介質(zhì)的物理參數(shù)。能夠更好地模擬高壓蒸氣介質(zhì)注入管，提高了高壓蒸氣爆炸測試裝置模擬仿真度，為高壓蒸氣爆炸測試分析提供了更為可靠的技術(shù)參數(shù)支撐。
【專利說明】
高壓蒸氣爆炸測試裝置及系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及實(shí)驗(yàn)設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種高壓蒸氣爆炸測試裝置及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]沸騰液體擴(kuò)展蒸氣爆炸(BLEVE，BoilingLiquid Expanding Vapor Explos1n),是指大量過熱液體瞬時(shí)泄放到大氣環(huán)境中而形成的蒸氣爆炸。CO2高壓容器在過充、過壓、機(jī)械打擊、熱應(yīng)力、腐蝕等作用下材料性能降低甚至完整性遭到破壞時(shí)，完全有可能由于快速降壓發(fā)生嚴(yán)重的CO2沸騰液體擴(kuò)展蒸氣爆炸事故，從而造成容器的進(jìn)一步破裂和介質(zhì)的完全泄放。驅(qū)油過程中，CO2注入管內(nèi)壓力可達(dá)30MPa，屬于典型的高壓設(shè)備，且長期處于井底的復(fù)雜環(huán)境中，具有很大的BLEVE危險(xiǎn)性。為了確保CO2-EOR的安全生產(chǎn)，必須對驅(qū)油注入過程中CO2BLEVE發(fā)生的條件和機(jī)理進(jìn)行深入研究。分析0)2快速相變發(fā)生BLEVE熱動力學(xué)過程的基礎(chǔ)上，從CO2-EOR工程應(yīng)用的角度，設(shè)計(jì)適合于研究驅(qū)油注入管內(nèi)⑶2發(fā)生BLEVE的小尺寸實(shí)驗(yàn)裝置，以對這種不可燃也基本無毒性流體的冷BLEVE現(xiàn)象進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。
[0003]根據(jù)國內(nèi)外學(xué)者對可燃物質(zhì)BLEVE過程的大量研究以及對⑶2發(fā)生BLEVE過程的一些探索，CO2BLEVE的形成也多少都與“液體過熱”和“突然降壓”有直接聯(lián)系，因此實(shí)驗(yàn)研究中實(shí)現(xiàn)壓力容器的突然降壓與過熱核化，并采用有效的實(shí)驗(yàn)參數(shù)測試系統(tǒng)是研究CO2BLEVE發(fā)生機(jī)理中非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，也存在一些基于BLEVE爆炸的實(shí)驗(yàn)測試系統(tǒng)，但由于實(shí)驗(yàn)條件的限制，測試系統(tǒng)具有以下缺陷:實(shí)驗(yàn)設(shè)備通常與實(shí)際PllO注入管的形狀差距較大，無法對注入過程的BLEVE真實(shí)再現(xiàn);測試系統(tǒng)中，通常注入的液體是水，單純將水從泄放口倒入，而不能實(shí)現(xiàn)高壓液化C02的注入;一般實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)采用的是底部加熱，如果CO2的實(shí)驗(yàn)也采用這種加熱方式，會使得C02出現(xiàn)較為嚴(yán)重的熱分層現(xiàn)象，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生較大影響。
[0005]如何更真實(shí)地模擬演化高壓蒸氣爆炸過程成為亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有技術(shù)中高壓蒸氣爆炸測試裝置模擬仿真度差。
[0007]為此，根據(jù)第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種高壓蒸氣爆炸測試裝置，包括:
[0008]承壓容器，具有與高壓蒸氣介質(zhì)注入管內(nèi)徑一致的腔體，用于為高壓蒸氣介質(zhì)提供裝載和實(shí)驗(yàn)的場所;承壓容器的底部側(cè)面設(shè)置有介質(zhì)注入口，用于向承壓容器的腔體注入實(shí)驗(yàn)介質(zhì);泄壓裝置，為中空結(jié)構(gòu)，設(shè)置在承壓容器頂部，與承壓容器連接導(dǎo)通;泄壓裝置的空腔內(nèi)設(shè)置有爆破片;加熱裝置，用于對承壓容器內(nèi)的實(shí)驗(yàn)介質(zhì)進(jìn)行加熱;傳感器，設(shè)置在承壓容器的腔體內(nèi)，用于采集承壓容器的腔體內(nèi)實(shí)驗(yàn)介質(zhì)的物理參數(shù)。
[0009]進(jìn)一步，承壓容器的側(cè)壁上還設(shè)置有觀察窗，用于觀察承壓容器的腔體實(shí)驗(yàn)介質(zhì)。
[0010]進(jìn)一步，觀察窗至少為兩個(gè)，分別設(shè)置在承壓容器相對的側(cè)壁上。
[0011]進(jìn)一步，承壓容器的頂端還設(shè)置有保溫外殼，與承壓容器可拆卸連接。
[0012]進(jìn)一步，保溫外殼為兩塊半開式，用于在承壓容器的頂端相對方向相向扣合，以與承壓容器可拆卸連接。
[0013]進(jìn)一步，加熱裝置包括:多個(gè)加熱管，分別沿承壓容器的腔體內(nèi)側(cè)豎向布置;溫度控制箱，用于向多個(gè)加熱管提供熱能。
[0014]進(jìn)一步，傳感器包括:多個(gè)壓力傳感器，分別布置在承壓容器的腔體內(nèi)側(cè)壁上，用于采集承壓容器的腔體內(nèi)不同區(qū)域?qū)嶒?yàn)介質(zhì)的壓力;溫度傳感器，布置在承壓容器的腔體內(nèi)側(cè)壁上，用于采集承壓容器的腔體內(nèi)不同區(qū)域?qū)嶒?yàn)介質(zhì)的溫度。
[0015]進(jìn)一步，還包括:圖像數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集承壓容器的腔體內(nèi)實(shí)驗(yàn)介質(zhì)的圖像數(shù)據(jù)；圖像數(shù)據(jù)采集模塊包括:攝影儀，設(shè)置在至少一個(gè)觀察窗的一側(cè)，用于透過該觀察窗采集承壓容器的腔體內(nèi)實(shí)驗(yàn)介質(zhì)的圖像數(shù)據(jù)。
[0016]進(jìn)一步，圖像數(shù)據(jù)采集模塊還包括:光源板，用于向承壓容器的腔體內(nèi)提供照明光源。
[0017]進(jìn)一步，還包括:實(shí)驗(yàn)介質(zhì)注入模塊，與介質(zhì)注入口連接，用于通過介質(zhì)注入口向承壓容器的腔體注入實(shí)驗(yàn)介質(zhì)。
[0018]進(jìn)一步，實(shí)驗(yàn)介質(zhì)注入模塊包括:氣瓶，用于提供實(shí)驗(yàn)介質(zhì)；制冷機(jī)組，與氣瓶連接，用于對氣瓶輸出的實(shí)驗(yàn)介質(zhì)進(jìn)行冷卻液化;高壓栗，設(shè)置在制冷機(jī)組和介質(zhì)注入口之間，高壓栗用于在檢測到承壓容器的腔體內(nèi)壓力大于或等于氣瓶內(nèi)的壓力時(shí)，開始加壓，以將氣瓶內(nèi)的實(shí)驗(yàn)介質(zhì)通過介質(zhì)注入口注入承壓容器的腔體內(nèi)。
[0019]根據(jù)第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種高壓蒸氣爆炸測試系統(tǒng)，包括:
[0020]上述的高壓蒸氣爆炸測試裝置;數(shù)據(jù)采集卡，信號連接至高壓蒸氣爆炸測試裝置的傳感器，用于接收傳感器采集到的物理參數(shù);或者，信號連接至高壓蒸氣爆炸測試裝置的傳感器和圖像數(shù)據(jù)采集模塊，用于接收傳感器采集到的物理參數(shù)和圖像數(shù)據(jù)采集模塊采集到的圖像數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，用于接收數(shù)據(jù)采集卡采集到的數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析。
[0021]本發(fā)明技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0022]本發(fā)明實(shí)施例提供的高壓蒸氣爆炸測試裝置及系統(tǒng)，由于承壓容器具有與高壓蒸氣介質(zhì)注入管內(nèi)徑一致的腔體，在為高壓蒸氣介質(zhì)提供裝載和實(shí)驗(yàn)的場所時(shí)，能夠更好地模擬高壓蒸氣介質(zhì)注入管，提高了高壓蒸氣爆炸測試裝置模擬仿真度，為高壓蒸氣爆炸測試分析提供了更為可靠的技術(shù)參數(shù)支撐。
[0023]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，承壓容器的底部側(cè)面設(shè)置有介質(zhì)注入口，實(shí)驗(yàn)介質(zhì)通過實(shí)驗(yàn)介質(zhì)注入模塊從該介質(zhì)注入口向承壓容器的腔體注入，相對于單純地將水從泄放口倒入，不僅提高了高壓蒸氣爆炸測試的自動化程度，也使得高壓蒸氣爆炸測試裝置能夠更好地仿真模擬高壓蒸氣介質(zhì)注入管中注入高壓蒸氣的過程。
[0024]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，承壓容器的頂端還設(shè)置有保溫外殼，與承壓容器可拆卸連接，從而實(shí)現(xiàn)了在保溫外殼連接在承壓容器的頂端時(shí)，對承壓容器腔體內(nèi)的實(shí)驗(yàn)介質(zhì)進(jìn)行保溫，當(dāng)保溫外殼從承壓容器的頂端拆卸時(shí)，能更好地對承壓容器進(jìn)行散熱。
[0025]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，加熱裝置包括:多個(gè)加熱管，分別沿承壓容器的腔體內(nèi)側(cè)豎向布置，從而使得承壓容器腔體內(nèi)的實(shí)驗(yàn)介質(zhì)受熱均勻，利于減少嚴(yán)重的熱分層現(xiàn)象，使得實(shí)驗(yàn)結(jié)果更為真實(shí)可靠。
【附圖說明】
[0026]為了更清楚地說明本發(fā)明【具體實(shí)施方式】或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對【具體實(shí)施方式】或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0027]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中一種高壓蒸氣爆炸測試系統(tǒng)示意圖；
[0028]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中一種承壓容器剖面示意圖；
[0029]圖3為本發(fā)明實(shí)施例中一種實(shí)驗(yàn)介質(zhì)注入模塊示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0031]此外，下面所描述的本發(fā)明不同實(shí)施方式中所涉及的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互結(jié)合。
[0032]為提高高壓蒸氣爆炸測試裝置模擬仿真度，本實(shí)施例公開一種高壓蒸氣爆炸測試裝置，請參考圖1，該高壓蒸氣爆炸測試裝置包括:承壓容器1、泄壓裝置4、加熱裝置(圖1中未示出標(biāo)記)和傳感器，其中:
[0033]承壓容器I具有與高壓蒸氣介質(zhì)注入管內(nèi)徑一致的腔體，用于為高壓蒸氣介質(zhì)提供裝載和實(shí)驗(yàn)的場所;承壓容器的底部側(cè)面設(shè)置有介質(zhì)注入口 U，用于向承壓容器的腔體注入實(shí)驗(yàn)介質(zhì)。本實(shí)施例中，高壓蒸氣介質(zhì)例如是C02。所稱高壓蒸氣介質(zhì)注入管為實(shí)際管道設(shè)備中的CO2驅(qū)油注入管，以CO2驅(qū)油注入管為例，承壓容器I具有圓柱形腔體，內(nèi)徑為Φ62mm，與⑶2驅(qū)油注入管內(nèi)徑一致，承壓容器I的凈高度300mm，裝置最大工作壓力20MPa，可滿足液態(tài)甚至超臨界態(tài)CO2BLEVE過程的壓力要求，工作溫度從室溫到180 V。
[0034]為實(shí)現(xiàn)對承壓容器I內(nèi)的流體進(jìn)行觀察，在優(yōu)選的實(shí)施例中，承壓容器I的側(cè)壁上還設(shè)置有觀察窗5，用于觀察承壓容器I的腔體實(shí)驗(yàn)介質(zhì)。優(yōu)選地，觀察窗5至少為兩個(gè)，分別設(shè)置在承壓容器I相對的側(cè)壁上，例如觀察窗5設(shè)置在承壓容器前后兩側(cè)，采用兩塊2 X10mm高強(qiáng)度玻璃嵌套密封在承壓容器I前后壁的開槽處。通過在承壓容器I上設(shè)計(jì)視窗觀察機(jī)構(gòu)，可以隨時(shí)觀察和檢測承壓容器I內(nèi)部流體的變化情況。
[0035]在優(yōu)選的實(shí)施例中，承壓容器I的頂端還設(shè)置有保溫外殼2，與承壓容器I可拆卸連接。在優(yōu)選的實(shí)施例中，請參考圖2，保溫外殼2為兩塊半開式，用于在承壓容器I的頂端相對方向相向扣合，以與承壓容器I可拆卸連接，具體地，可以通過四組鎖扣扣緊兩塊保溫外殼2。
[0036]泄壓裝置4為中空結(jié)構(gòu)，設(shè)置在承壓容器I頂部，與承壓容器I連接導(dǎo)通;泄壓裝置4的空腔內(nèi)設(shè)置有爆破片。具體地，可以在承壓容器I的頂端開設(shè)泄壓口 3，在泄壓口 3通過一段鋼管嵌入承壓容器I，泄壓裝置4通過螺紋連接密封固定在鋼管上，泄壓裝置4的空腔內(nèi)設(shè)置的LP型爆破片可以通過夾持器裝在泄壓裝置4內(nèi)。在優(yōu)選的實(shí)施例中，泄壓裝置4可以包括爆破閥、LP型爆破片和中空螺柱，其中，爆破閥和中空螺柱構(gòu)成夾持器，具體地，爆破閥為中空螺母結(jié)構(gòu)，其與中空螺柱能夠螺紋配合連接。具體地，LP型爆破片通過中空螺柱頂在泄壓口 3處，中空螺柱通過螺紋固定在泄壓口 3處，而后爆破閥通過螺紋連接至中空螺柱，從而形成更貼近事故模式的爆破片超壓破裂的泄壓方式。在優(yōu)選的實(shí)施例中，還可以在承壓容器和爆破閥之間增加電動閥裝置，從而可以采用一體式角行程電動執(zhí)行器進(jìn)行開關(guān)量調(diào)節(jié)。通過電動閥裝置，可以實(shí)現(xiàn)多種泄壓方式:(I)爆破閥+電動閥+直角形連接管。(2)爆破閥+直角形連接管，此時(shí)，電動閥全程呈開啟狀態(tài)。(3)爆破閥+豎直連接管，此時(shí)，動態(tài)壓力傳感器可以分別安裝于承壓容器底部和頂部連接管，垂直于容器側(cè)壁，即傳感器敏感元件與流體運(yùn)動方向平行。
[0037]加熱裝置用于對承壓容器I內(nèi)的實(shí)驗(yàn)介質(zhì)進(jìn)行加熱。在具體實(shí)施例中，請參考圖2，加熱裝置包括:多個(gè)加熱管28和溫度控制箱(圖中未示出)，其中，多個(gè)加熱管28分別沿承壓容器I的腔體內(nèi)側(cè)豎向布置;溫度控制箱用于向多個(gè)加熱管提供熱能。在具體實(shí)施例中，電加熱管28共有六套，可快速的給承壓容器I內(nèi)的流體加熱，在溫度控制箱的加熱控制下，使得承壓容器I內(nèi)流體加熱的溫度控制準(zhǔn)確。
[0038]傳感器設(shè)置在承壓容器的腔體內(nèi)，用于采集承壓容器的腔體內(nèi)實(shí)驗(yàn)介質(zhì)的物理參數(shù)。本實(shí)施例中，實(shí)驗(yàn)介質(zhì)的物理參數(shù)包括溫度和壓力，當(dāng)然，在優(yōu)選的實(shí)施例中，實(shí)驗(yàn)介質(zhì)的物理參數(shù)還可以包括影音數(shù)據(jù)。在具體實(shí)施例中，請參考圖1和圖2，傳感器包括:多個(gè)壓力傳感器6和溫度傳感器9，其中，多個(gè)壓力傳感器6分別布置在承壓容器I的腔體內(nèi)側(cè)壁上，用于采集承壓容器I的腔體內(nèi)不同區(qū)域?qū)嶒?yàn)介質(zhì)的壓力，當(dāng)然，在優(yōu)選的實(shí)施例中，也可以在承壓容器I的設(shè)置壓力傳感器6;溫度傳感器9布置在承壓容器I的腔體內(nèi)側(cè)壁上，用于采集承壓容器I的腔體內(nèi)不同區(qū)域?qū)嶒?yàn)介質(zhì)的溫度。
[0039]為實(shí)現(xiàn)對高壓蒸氣爆炸過程進(jìn)行可視化演化，在優(yōu)選的實(shí)施例中，該高壓蒸氣爆炸測試裝置還包括:圖像數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集承壓容器I的腔體內(nèi)實(shí)驗(yàn)介質(zhì)的圖像數(shù)據(jù)，具體地，圖像數(shù)據(jù)采集模塊包括:攝影儀14，設(shè)置在至少一個(gè)觀察窗的一側(cè)，用于透過該觀察窗采集承壓容器I的腔體內(nèi)實(shí)驗(yàn)介質(zhì)的圖像數(shù)據(jù)。在優(yōu)選的實(shí)施例中，圖像數(shù)據(jù)采集模塊還可以包括:光源板13，用于向承壓容器I的腔體內(nèi)提供照明光源，光源板13優(yōu)選設(shè)置在與攝影儀14相對一側(cè)的觀察窗處，以透過該觀察窗向承壓容器I的腔體內(nèi)提供照明光源。
[0040]為實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)采集模塊對爆炸過程自動采集，在優(yōu)選的實(shí)施例中，該高壓蒸氣爆炸測試裝置還包括:同步觸發(fā)器15，同步觸發(fā)器15與安裝在泄壓裝置4附近的觸發(fā)線及圖像數(shù)據(jù)采集模塊的觸發(fā)線連接，當(dāng)同步觸發(fā)器15檢測到爆炸事件時(shí)，觸發(fā)圖像數(shù)據(jù)采集模塊開始采集爆炸過程的圖像數(shù)據(jù)。
[0041 ]在優(yōu)選的實(shí)施例中，該高壓蒸氣爆炸測試裝置還包括:實(shí)驗(yàn)介質(zhì)注入模塊，實(shí)驗(yàn)介質(zhì)注入模塊與介質(zhì)注入口 11連接，用于通過介質(zhì)注入口 11向承壓容器的腔體注入實(shí)驗(yàn)介質(zhì)。具體地，請參考圖3，該實(shí)驗(yàn)介質(zhì)注入模塊包括:氣瓶31、制冷機(jī)組32和高壓栗33，其中，氣瓶31用于提供實(shí)驗(yàn)介質(zhì)；制冷機(jī)組32與氣瓶連接，用于對氣瓶輸出的實(shí)驗(yàn)介質(zhì)進(jìn)行冷卻液化;高壓栗33設(shè)置在制冷機(jī)組和介質(zhì)注入口 11之間，高壓栗用于在檢測到承壓容器的腔體內(nèi)壓力大于或等于氣瓶內(nèi)的壓力時(shí)，開始加壓，以將氣瓶內(nèi)的實(shí)驗(yàn)介質(zhì)通過介質(zhì)注入口11注入承壓容器的腔體內(nèi)。
[0042]為便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，以實(shí)驗(yàn)介質(zhì)為C02，氣瓶31為CO2儲氣瓶為例進(jìn)行說明:CO2儲氣瓶釋放出的氣態(tài)二氧化碳通過制冷機(jī)組32冷卻液化，制冷機(jī)組32中的冷箱和冷循環(huán)栗共同作用使整個(gè)通路內(nèi)的CO2均處于低溫液態(tài)。通過高壓管線與承壓容器I的介質(zhì)注入口 11相連，在介質(zhì)注入口 11的注入閥打開后，液態(tài)二氧化碳注入承壓容器I中，當(dāng)承壓容器I內(nèi)壓力與CO2儲氣瓶氣體壓力相等后，高壓栗33的高壓柱塞栗開始工作，液態(tài)CO2密度逐漸增大最終變?yōu)槌R界態(tài)。通過加熱裝置加熱，使得承壓容器I內(nèi)的液態(tài)CO2爆破泄壓裝置4的空腔內(nèi)設(shè)置的爆破片，從而開始泄壓。
[0043]本實(shí)施例還公開了一種高壓蒸氣爆炸測試系統(tǒng)，請參考圖1，該高壓蒸氣爆炸測試系統(tǒng)包括:
[0044]上述高壓蒸氣爆炸測試裝置。
[0045]數(shù)據(jù)采集卡17，數(shù)據(jù)采集卡17信號連接至高壓蒸氣爆炸測試裝置的傳感器，用于接收傳感器采集到的物理參數(shù);或者，信號連接至高壓蒸氣爆炸測試裝置的傳感器和圖像數(shù)據(jù)采集模塊，用于接收傳感器采集到的物理參數(shù)和圖像數(shù)據(jù)采集模塊采集到的圖像數(shù)據(jù)。需要說明的是，傳感器輸出的信號可能會比較弱，因此，在優(yōu)選的實(shí)施例中，在數(shù)據(jù)采集卡17和傳感器之間還可以進(jìn)一步包括電荷放大器16，以對傳感器輸出的信號進(jìn)行放大。
[0046]數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，用于接收數(shù)據(jù)采集卡采集到的數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析。在具體實(shí)施例中，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可以通過LabVIEW、VC、VB等開發(fā)軟件搭建高壓蒸氣爆炸測試系統(tǒng)的仿真上位機(jī)平臺。
[0047]本實(shí)施例公開的高壓蒸氣爆炸測試裝置及系統(tǒng)，由于承壓容器具有與高壓蒸氣介質(zhì)注入管內(nèi)徑一致的腔體，在為高壓蒸氣介質(zhì)提供裝載和實(shí)驗(yàn)的場所時(shí)，能夠更好地模擬高壓蒸氣介質(zhì)注入管，提高了高壓蒸氣爆炸測試裝置模擬仿真度，為高壓蒸氣爆炸測試分析提供了更為可靠的技術(shù)參數(shù)支撐。
[0048]在優(yōu)選的實(shí)施例中，承壓容器的底部側(cè)面設(shè)置有介質(zhì)注入口，實(shí)驗(yàn)介質(zhì)通過實(shí)驗(yàn)介質(zhì)注入模塊從該介質(zhì)注入口向承壓容器的腔體注入，相對于單純地將水從泄放口倒入，不僅提高了高壓蒸氣爆炸測試的自動化程度，也使得高壓蒸氣爆炸測試裝置能夠更好地仿真模擬高壓蒸氣介質(zhì)注入管中注入高壓蒸氣的過程。
[0049]在優(yōu)選的實(shí)施例中，承壓容器的頂端還設(shè)置有保溫外殼，與承壓容器可拆卸連接，從而實(shí)現(xiàn)了在保溫外殼連接在承壓容器的頂端時(shí)，對承壓容器腔體內(nèi)的實(shí)驗(yàn)介質(zhì)進(jìn)行保溫，當(dāng)保溫外殼從承壓容器的頂端拆卸時(shí)，能更好地對承壓容器進(jìn)行散熱。
[0050]在優(yōu)選的實(shí)施例中，加熱裝置包括:多個(gè)加熱管，分別沿承壓容器的腔體內(nèi)側(cè)豎向布置，從而使得承壓容器腔體內(nèi)的實(shí)驗(yàn)介質(zhì)受熱均勻，利于減少嚴(yán)重的熱分層現(xiàn)象，使得實(shí)驗(yàn)結(jié)果更為真實(shí)可靠。
[0051]顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高壓蒸氣爆炸測試裝置，其特征在于，包括: 承壓容器，具有與高壓蒸氣介質(zhì)注入管內(nèi)徑一致的腔體，用于為所述高壓蒸氣介質(zhì)提供裝載和實(shí)驗(yàn)的場所;所述承壓容器的底部側(cè)面設(shè)置有介質(zhì)注入口，用于向所述承壓容器的腔體注入實(shí)驗(yàn)介質(zhì)； 泄壓裝置，為中空結(jié)構(gòu)，設(shè)置在所述承壓容器頂部，與所述承壓容器連接導(dǎo)通;所述泄壓裝置的空腔內(nèi)設(shè)置有爆破片； 加熱裝置，用于對所述承壓容器內(nèi)的實(shí)驗(yàn)介質(zhì)進(jìn)行加熱； 傳感器，設(shè)置在所述承壓容器的腔體內(nèi)，用于采集所述承壓容器的腔體內(nèi)實(shí)驗(yàn)介質(zhì)的物理參數(shù)。2.如權(quán)利要求1所述的高壓蒸氣爆炸測試裝置，其特征在于，所述承壓容器的側(cè)壁上還設(shè)置有觀察窗，用于觀察所述承壓容器的腔體實(shí)驗(yàn)介質(zhì)。3.如權(quán)利要求2所述的高壓蒸氣爆炸測試裝置，其特征在于，所述觀察窗至少為兩個(gè)，分別設(shè)置在所述承壓容器相對的側(cè)壁上。4.如權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的高壓蒸氣爆炸測試裝置，其特征在于，所述承壓容器的頂端還設(shè)置有保溫外殼，與所述承壓容器可拆卸連接。5.如權(quán)利要求4所述的高壓蒸氣爆炸測試裝置，其特征在于，所述保溫外殼為兩塊半開式，用于在所述承壓容器的頂端相對方向相向扣合，以與所述承壓容器可拆卸連接。6.如權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的高壓蒸氣爆炸測試裝置，其特征在于，所述加熱裝置包括: 多個(gè)加熱管，分別沿所述承壓容器的腔體內(nèi)側(cè)豎向布置； 溫度控制箱，用于向所述多個(gè)加熱管提供熱能。7.如權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的高壓蒸氣爆炸測試裝置，其特征在于，所述傳感器包括: 多個(gè)壓力傳感器，分別布置在所述承壓容器的腔體內(nèi)側(cè)壁上，用于采集所述承壓容器的腔體內(nèi)不同區(qū)域?qū)嶒?yàn)介質(zhì)的壓力； 溫度傳感器，布置在所述承壓容器的腔體內(nèi)側(cè)壁上，用于采集所述承壓容器的腔體內(nèi)不同區(qū)域?qū)嶒?yàn)介質(zhì)的溫度。8.如權(quán)利要求2或3所述的高壓蒸氣爆炸測試裝置，其特征在于，還包括:圖像數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集所述承壓容器的腔體內(nèi)實(shí)驗(yàn)介質(zhì)的圖像數(shù)據(jù);所述圖像數(shù)據(jù)采集模塊包括: 攝影儀，設(shè)置在至少一個(gè)所述觀察窗的一側(cè)，用于透過該觀察窗采集所述承壓容器的腔體內(nèi)實(shí)驗(yàn)介質(zhì)的圖像數(shù)據(jù)。9.如權(quán)利要求8所述的高壓蒸氣爆炸測試裝置，其特征在于，所述圖像數(shù)據(jù)采集模塊還包括: 光源板，用于向所述承壓容器的腔體內(nèi)提供照明光源。10.如權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的高壓蒸氣爆炸測試裝置，其特征在于，還包括: 實(shí)驗(yàn)介質(zhì)注入模塊，與所述介質(zhì)注入口(II)連接，用于通過所述介質(zhì)注入口(II)向所述承壓容器的腔體注入實(shí)驗(yàn)介質(zhì)。11.如權(quán)利要求10所述的高壓蒸氣爆炸測試裝置，其特征在于，所述實(shí)驗(yàn)介質(zhì)注入模塊包括: 氣瓶，用于提供實(shí)驗(yàn)介質(zhì)； 制冷機(jī)組，與所述氣瓶連接，用于對所述氣瓶輸出的實(shí)驗(yàn)介質(zhì)進(jìn)行冷卻液化； 高壓栗，設(shè)置在所述制冷機(jī)組和所述介質(zhì)注入口(11)之間，所述高壓栗用于在檢測到所述承壓容器的腔體內(nèi)壓力大于或等于所述氣瓶內(nèi)的壓力時(shí)，開始加壓，以將所述氣瓶內(nèi)的實(shí)驗(yàn)介質(zhì)通過所述介質(zhì)注入口( 11)注入所述承壓容器的腔體內(nèi)。12.一種高壓蒸氣爆炸測試系統(tǒng)，其特征在于，包括: 如權(quán)利要求1-11任意一項(xiàng)所述的高壓蒸氣爆炸測試裝置； 數(shù)據(jù)采集卡，信號連接至所述高壓蒸氣爆炸測試裝置的傳感器，用于接收所述傳感器采集到的所述物理參數(shù)； 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，用于接收所述數(shù)據(jù)采集卡采集到的數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析。
【文檔編號】G01N25/54GK205506732SQ201620022085
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年1月11日
【發(fā)明人】劉振翼, 李明智, 黃平, 趙耀, 周軼, 錢新明, 李璇, 奚占東
【申請人】北京理工大學(xué)