1.一种氢气爆炸危险性预测方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、安装并调试所需试验系统;
所述的试验系统包括实验管道、供气系统、点火系统、数据采集系统以及温度监测系统,在实验管道内设置有气体采集装置;
步骤二、通过供气系统将所需浓度的氢气充入实验管道内,充气完成后,静置一段时间,并采集实验管道内氧气的浓度;
步骤三、通过点火系统点火,诱发实验管道内的氢气发生爆炸,并记录最小点火能量,通过数据采集系统和温度监测系统来记录实验数据,得到爆炸压力、爆炸冲量、爆炸反应温度、爆炸分贝、爆炸氢气浓度、爆炸反应时间,通过观察火焰的传播情况来记录传播距离,通过供气系统得到氢气最佳爆炸量、爆炸氢气浓度,通过气体采集装置得到实验管道内氧气的浓度;
步骤四、通过公式(1)来评价氢气爆炸危险性;
式(1)中:K为氢气爆炸危险性指数;CO2为实验管道内氧气的浓度;T为爆炸反应温度;I为爆炸冲量;C‑爆炸氢气浓度;Cn‑氢气最佳爆炸浓度;V为实验管道的体积;p为爆炸压力;E为最小点火能量;ρ为氢气密度;t为爆炸反应时间;
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当K=0时,表明无爆炸危险;当K<10时,表明爆炸危险等级弱;当10≤K<10 时,表明
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爆炸危险等级强;当10 ≤K<10 时,表明爆炸危险等级严重。
2.根据权利要求1所述的一种氢气爆炸危险性预测方法,其特征在于:所述的实验管道设置有内外两层,内层是由钢化玻璃制成的,外层是由透明聚氨酯材料制成的。
3.根据权利要求1所述的一种氢气爆炸危险性预测方法,其特征在于:在所述的实验管道内设置有气体扩散头、分贝仪、压力传感器以及加速度计传感器,所述的气体扩散头位于实验管道的进气口处,所述的压力传感器和加速度计传感器位于实验管道的出口端;所述的分贝仪位于实验管道的中部。
4.根据权利要求1所述的一种氢气爆炸危险性预测方法,其特征在于:所述的供气系统包括配气系统、供气管道以及氢气收集室,所述的配气系统包括实验气瓶、氧气瓶、氮气瓶以及气体流量计,通过气体流量计来观察各个气瓶内气体的流量;所述的配气系统通过供气管道将气体输送至实验管道内。
5.根据权利要求1所述的一种氢气爆炸危险性预测方法,其特征在于:在所述的实验管道的前端设置有用于收集火焰温度变化的热电偶。
6.根据权利要求1所述的一种氢气爆炸危险性预测方法,其特征在于:所述的点火系统包括蓄能器、导线、电火花发生器以及接口密封件,通过所述的电火花发生器点火来引导实验管道内氢气爆炸。
7.根据权利要求3所述的一种氢气爆炸危险性预测方法,其特征在于:所述的压力传感器在实验管道内设置有若干个,相邻的压力传感器的距离为0.4~0.6m。
8.根据权利要求1所述的一种氢气爆炸危险性预测方法,其特征在于:在安装并调试所述实验系统之前,通过理论计算确定最佳氢气浓度;所述的实验管道还连接有真空泵,实验开始前通过真空泵将实验管道抽成真空。