一种氢气射流火试验装置

本发明涉及易燃易爆气体安全，尤其涉及一种氢气射流火试验装置。

背景技术：

1、大量以化石能源为主的高能源消费和二氧化碳排放的急剧增加给全球经济的可持续发展带来了严峻的挑战。为实现能源结构转型，许多国家对新型清洁能源开展了大量研究，在所有引入的绿色能源替代方案中，氢气作为清洁、绿色、高效的二次能源，在地球上资源丰富，被各国认为是人类理想的能源之一。长远来看，氢能有很好的发展前景，尤其是在发电供热、工业原料和交通运输等领域有着显著增长的应用趋势。因此，随着氢燃料汽车和加氢站的大规模推广应用，急需一套完善的模拟氢气射流火实验装置，通过开展相应的实验研究，探究氢气射流火的行为特征，来解决高压储氢过程中的关键安全技术问题。

2、例如，专利cn 113092528 a公开了一种可变向高压氢气射流燃烧的实验装置，其适用于不同角度下高压氢气射流燃烧实验，氢气排放的角度可任意调整，以便模拟和评估氢燃料汽车和加氢站内高压氢气泄漏燃烧形成的危险范围。然而，现有技术中的实验装置，其燃烧室内环境压力不可调整，不能够模拟高海拔低压低氧环境下的氢气射流火实验。

技术实现思路

1、有鉴于此，有必要提供一种氢气射流火试验装置，用以解决现有技术中实验装置不能够模拟高海拔低压低氧环境下的氢气射流火实验的技术问题。

2、本发明提供一种氢气射流火试验装置，该氢气射流火试验装置包括：

3、试验舱，具有试验腔，所述试验腔的侧壁设有观察窗；

4、抽气系统，包括抽吸泵、及连通所述抽吸泵与所述试验腔的抽吸管道，所述抽吸泵用以调整所述试验腔内的气压，所述抽吸管道上设有抽气调节阀；

5、进气系统，包括氢气储罐、输氢管道、氧气储罐及输氧管道，所述输氢管道连通所述氢气储罐及所述试验腔、且其上设有氢气调节阀，所述输氧管道连通所述氧气储罐及所述试验腔、且其上设有氧气调节阀；

6、点火系统，包括设于所述试验腔内的点火电极，所述点火电极对应于所述输氢管道连通所述试验腔的一端；以及，

7、采集系统，包括设于所述试验腔内的温度采集部件、及设于所述试验腔外的摄像部件，所述摄像部件对应于所述观察窗。

8、可选地，所述点火系统还包括：

9、点火基座，设于所述试验腔内、并对应于所述输氢管道连通所述试验腔的一端，所述点火基座上设有第一导轨，所述第一导轨水平设置、并沿远离所述输氢管道的方向延伸设置，且所述第一导轨上滑动设有第一滑块；以及，

10、第二导轨，设于所述第一滑块、并沿竖直方向延伸设置，且所述第二导轨上滑动设有第二滑块，其中，所述点火电极设于所述第二滑块。

11、可选地，所述温度采集部件包括热电偶及热辐射计。

12、可选地，所述热电偶设有多个，所述温度采集部件还包括设于所述试验腔内的第三导轨，所述第三导轨对应于所述输氢管道连通所述试验腔的一端、并沿竖直方向延伸设置，且其上滑动设有多个第三滑块，相邻的两个所述第三滑块之间的距离可调；

13、其中，多个所述热电偶与多个所述第三滑块一一对应，各所述热电偶设于对应的所述第三滑块。

14、可选地，所述温度采集部件还包括多个第一伸缩杆，多个所述第一伸缩杆与多个所述第三滑块一一对应，各所述第一伸缩杆的长度可调整，且一端固定于对应的所述第三滑块；

15、其中，多个所述热电偶与多个所述第一伸缩杆一一对应，各所述热电偶设于对应的所述第一伸缩杆远离所述第三滑块的一端。

16、可选地，所述热辐射计设有多个，所述温度采集部件还包括设于所述试验腔内的第四导轨，所述第四导轨对应于所述输氢管道连通所述试验腔的一端、并沿竖直方向延伸设置，且其上滑动设有多个第四滑块，相邻的两个所述第四滑块之间的距离可调；

17、其中，所述第三导轨与所述第四导轨呈相对设置，且多个所述热辐射计与多个所述第四滑块一一对应，各所述热电偶设于对应的所述第四滑块。

18、可选地，所述温度采集部件还包括多个第二伸缩杆，多个所述第二伸缩杆与多个所述第四滑块一一对应，各所述第二伸缩杆的长度可调整，且一端固定于对应的所述第四滑块；

19、其中，多个所述热辐射计与多个所述第二伸缩杆一一对应，各所述热辐射计设于对应的所述第二伸缩杆远离所述第四滑块的一端。

20、可选地，所述输氢管道连通所述试验腔的一端伸入所述试验腔内，以形成出氢端；

21、所述进气系统还包括喷嘴底座、及多个喷头，所述喷嘴底座连接于所述出氢端，多个所述喷头的尺寸各异，且各所述喷头与所述喷嘴底座可拆卸连接。

22、可选地，所述氧气调节阀包括沿氧气输送方向依次设置的第一减压阀、第一质量流量控制器及第一电磁阀；和/或，

23、所述氢气调节阀包括沿氢气输送方向依次设置的第二减压阀、第二质量流量控制器、第二电磁阀及阻火器。

24、可选地，所述输氧管道包括输氧主管、及多个连通所述输氧主管的输氧支管，多个所述输氧支管沿上下向依次连通所述试验腔；

25、其中，所述第一减压阀、第一质量流量控制器及第一电磁阀设于所述输氧主管。

26、与现有技术相比，本发明提供的氢气射流火试验装置在进行试验时，先关闭氢气调节阀及氧气调节阀，并打开抽气调节阀，然后启动抽吸泵开始抽气，同时能够借助调整抽气调节阀的开度，使得试验腔内的气压降低到目标气压水平，以能够模拟高海拔低压低氧环境，再关闭抽气调节阀；然后打开氢气调节阀向试验腔内输送氢气，同时控制点火电极点火以点燃氢气，在氢气燃烧过程中，打开氧气调节阀、并通过控制氧气调节阀的开度以向试验腔内不断供给氢气燃烧消耗的氧气，维持试验腔内部气氛稳定，进而维持氢气射流火的长时间稳定燃烧；在氢气燃烧过程中，温度采集部件能够实时采集氢气燃烧火焰的温度参数，且摄像部件能够实时记录火焰图像，以便于对氢气射流火开展全面分析。如此，对深入了解高海拔地区氢气泄漏射流火的演变发展规律有着重大意义，有利于充分评估其危险特性，并提出针对性的解决措施。

27、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如下。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

技术特征：

1.一种氢气射流火试验装置，其特征在于，其包括：

2.根据权利要求1所述的氢气射流火试验装置，其特征在于，所述点火系统还包括：

3.根据权利要求1所述的氢气射流火试验装置，其特征在于，所述温度采集部件包括热电偶及热辐射计。

4.根据权利要求3所述的氢气射流火试验装置，其特征在于，所述热电偶设有多个，所述温度采集部件还包括设于所述试验腔内的第三导轨，所述第三导轨对应于所述输氢管道连通所述试验腔的一端、并沿竖直方向延伸设置，且其上滑动设有多个第三滑块，相邻的两个所述第三滑块之间的距离可调；

5.根据权利要求4所述的氢气射流火试验装置，其特征在于，所述温度采集部件还包括多个第一伸缩杆，多个所述第一伸缩杆与多个所述第三滑块一一对应，各所述第一伸缩杆的长度可调整，且一端固定于对应的所述第三滑块；

6.根据权利要求4或5所述的氢气射流火试验装置，其特征在于，所述热辐射计设有多个，所述温度采集部件还包括设于所述试验腔内的第四导轨，所述第四导轨对应于所述输氢管道连通所述试验腔的一端、并沿竖直方向延伸设置，且其上滑动设有多个第四滑块，相邻的两个所述第四滑块之间的距离可调；

7.根据权利要求6所述的氢气射流火试验装置，其特征在于，所述温度采集部件还包括多个第二伸缩杆，多个所述第二伸缩杆与多个所述第四滑块一一对应，各所述第二伸缩杆的长度可调整，且一端固定于对应的所述第四滑块；

8.根据权利要求1所述的氢气射流火试验装置，其特征在于，所述输氢管道连通所述试验腔的一端伸入所述试验腔内，以形成出氢端；

9.根据权利要求1所述的氢气射流火试验装置，其特征在于，所述氧气调节阀包括沿氧气输送方向依次设置的第一减压阀、第一质量流量控制器及第一电磁阀；和/或，

10.根据权利要求9所述的氢气射流火试验装置，其特征在于，所述输氧管道包括输氧主管、及多个连通所述输氧主管的输氧支管，多个所述输氧支管沿上下向依次连通所述试验腔；

技术总结
本发明涉及一种氢气射流火试验装置，包括试验舱、抽气系统、进气系统及点火系统；试验舱具有试验腔，试验腔的侧壁设有观察窗；抽气系统包括抽吸泵、及连通抽吸泵与试验腔的抽吸管道，抽吸管道上设有抽气调节阀；进气系统包括氢气储罐、输氢管道、氧气储罐及输氧管道，输氢管道连通氢气储罐及试验腔、且其上设有氢气调节阀，输氧管道连通氧气储罐及试验腔、且其上设有氧气调节阀；点火系统包括点火电极，点火电极对应于输氢管道连通试验腔的一端；采集系统包括温度采集部件及摄像部件。本发明能够模拟高海拔低压低氧环境，对深入了解高海拔地区氢气泄漏射流火的演变发展规律有着重大意义，有利于充分评估其危险特性，并提出针对性的解决措施。

技术研发人员：杨嘉乐,孙绪绪,陈先锋
受保护的技术使用者：武汉理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11