一种冲击波在组合空间中传播规律的试验系统

本发明涉及防护工程，具体为一种冲击波在组合空间中传播规律的试验系统。

背景技术：

1、炸药爆炸时释放大量能量，产生高温、高压，使周围空气受到压迫后快速向四周扩散，从而形成空气冲击波。从爆炸近区到远区空气冲击波强度不断降低。研究冲击波的扩散、传播和衰减现象，是进行爆炸安全防护的基础。

2、地下防护工程的防护设计既要保证工程安全可靠，还要考虑出入口以及一切与工程外大气相通的管孔的防护措施，将地面空气冲击波堵截于坑道出入口第一道防护门外，使涌入管道内的空气冲击波通过消波系统后的余压小于允许值。现有的防护措施通常是单项防护手段的应用，面对千吨级爆炸产生的空气冲击波不一定能够提供有效的防护手段，需要采用多项防护技术组合来实现消波效果。

3、目前，地下坑道中爆炸冲击波传播规律研究主要集中在坑道出入口、坑道直角拐点、坑道丁字口等集中典型布局形式的研究。考虑不同空间组合的复杂坑道衰减规律的研究较少，因此亟需一种冲击波在组合空间中传播规律的试验系统来解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种冲击波在组合空间中传播规律的试验系统，能揭示爆炸冲击波在新型消波系统内传播及衰减规律，为大风量、高抗力新型消波系统技术方案设计提供数据支撑。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种冲击波在组合空间中传播规律的试验系统，包括爆炸波模拟装置和波形整形段以及消波系统，消波系统与波形整形段密封连接，爆炸波模拟装置形成空气冲击波，经波形整形段调制整形后形成规则的平面冲击波并导入消波系统内，所述消波系统包括：

3、若干消波部件，各所述消波部件按预设方案采用法兰盘进行组装形成消波组合空间；

4、若干压力传感器，包括：

5、安装在所述消波部件进出口以及消波部件内预设位置处的pcb自由场压力传感器；

6、安装在每个所述消波部件内壁面处且按预设位置设置的预留孔道内的pcb压力传感器；

7、测量单元，至少包括数据采集分析仪，所述数据采集仪用于采集消波系统工作中产生的各种电信号，并对电信号进行分析处理。

8、优选的，所述消波部件包括扩散室、对称回形通道、非对称回形通道和环形消波通道。

9、优选的，所述消波组合空间包括：

10、串联的对称回形通道+扩散室；

11、扩散室+对称回形自耗通道+扩散室；

12、对称回形自耗通道+串联扩散室。

13、优选的，所述预设位置包括各消波部件内截面突变处、转弯处、分岔处和发生发射、冲击波汇集的位置处。

14、优选的，在消波组合空间的进出口及各相邻消波部件相连处均设置有pcb自由场压力传感器。

15、优选的，测量单元测量参数包括消波部件进出口与预设位置处的超压、消波部件预设位置处的壁面压力和消波部件通风阻力。

16、优选的，在各法兰盘相邻的管壁预留若干测量孔，并在测量孔内设置pcb压力传感器进行超压参数的测量；

17、其中，pcb压力传感器基座与测量孔进行齐平式安装。

18、优选的，所述pcb压力传感器带有用于齐平安装的密封圈。

19、优选的，单个测量断面内布设不少于5个测量点，至少包括1个pcb自由场传感器和4个pcb压力传感器，且所述pcb自由场传感器通过钢支架进行固定。

20、优选的，消波部件通风阻力的测定参数包括测点的静压、测点的标高和风速、测点间长度、通道断面面积和周长，以及风门两端静压差。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明对不同消波部件形成的消波组合空间，并建立大风量、高抗力新型消波系统模型试验测试和模型消波率的评估方法，对比验证理论分析和数值模拟结果，揭示爆炸冲击波在新型消波系统内传播及衰减规律，为大风量、高抗力新型消波系统技术方案设计提供数据支撑。

技术特征：

1.一种冲击波在组合空间中传播规律的试验系统，包括爆炸波模拟装置和波形整形段以及消波系统，消波系统与波形整形段密封连接，爆炸波模拟装置形成空气冲击波，经波形整形段调制整形后形成规则的平面冲击波并导入消波系统内，其特征在于：所述消波系统包括：

2.根据权利要求1所述的一种冲击波在组合空间中传播规律的试验系统，其特征在于：所述消波部件包括扩散室、对称回形通道、非对称回形通道和环形消波通道。

3.根据权利要求2所述的一种冲击波在组合空间中传播规律的试验系统，其特征在于：所述消波组合空间包括：

4.根据权利要求1所述的一种冲击波在组合空间中传播规律的试验系统和方法，其特征在于：所述预设位置包括各消波部件内截面突变处、转弯处、分岔处和发生发射、冲击波汇集的位置处。

5.根据权利要求1所述的一种冲击波在组合空间中传播规律的试验系统和方法，其特征在于：在消波组合空间的进出口及各相邻消波部件相连处均设置有pcb自由场压力传感器。

6.根据权利要求4所述的一种冲击波在组合空间中传播规律的试验系统和方法，其特征在于：测量单元测量参数包括消波部件进出口与预设位置处的超压、消波部件预设位置处的壁面压力和消波部件通风阻力。

7.根据权利要求6所述的一种冲击波在组合空间中传播规律的试验系统和方法，其特征在于：在各法兰盘相邻的管壁预留若干测量孔，并在测量孔内设置pcb压力传感器进行超压参数的测量；

8.根据权利要求7所述的一种冲击波在组合空间中传播规律的试验系统和方法，其特征在于：所述pcb压力传感器带有用于齐平安装的密封圈。

9.根据权利要求7所述的一种冲击波在组合空间中传播规律的试验系统和方法，其特征在于：单个测量断面内布设不少于5个测量点，至少包括1个pcb自由场传感器和4个pcb压力传感器，且所述pcb自由场传感器通过钢支架进行固定。

10.根据权利要求6所述的一种冲击波在组合空间中传播规律的试验系统和方法，其特征在于：消波部件通风阻力的测定参数包括测点的静压、测点的标高和风速、测点间长度、通道断面面积和周长，以及风门两端静压差。

技术总结
本发明公开了一种冲击波在组合空间中传播规律的试验系统，包括若干消波部件，各所述消波部件按预设方案采用法兰盘进行组装形成消波组合空间；若干压力传感器和测量单元，测量单元至少包括数据采集分析仪，所述数据采集仪用于采集消波系统工作中产生的各种电信号，并对电信号进行分析处理；通过对不同消波部件形成的消波组合空间，建立大风量、高抗力新型消波系统模型试验测试方法和模型消波率的评估方法，对比验证理论分析和数值模拟结果，揭示爆炸冲击波在新型消波系统内传播及衰减规律，为大风量、高抗力新型消波系统技术方案设计提供数据支撑。

技术研发人员：陈胜云,张鏖,王雪明,孙云厚,吴华杰,郑磊,李玉鹏
受保护的技术使用者：中国人民解放军军事科学院国防工程研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1