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原文传递可燃性液体高压爆炸极限测量装置及摩尔分数配气方法

专利名称：	可燃性液体高压爆炸极限测量装置及摩尔分数配气方法
摘要：	可燃性液体高压爆炸极限测量装置及摩尔分数配气方法，包括爆炸容器和压缩空气储罐；爆炸容器与压缩空气储罐相连，爆炸容器和压缩空气储罐上均设置有温度测量部件、温度控制部件以及压力传感器；爆炸容器顶部设置有端盖，端盖上设置有点火部件和液体进样口，液体进样口处设置有液体进样装置。发明通过在进液密封垫与进样堵头外侧再添加高压密封堵头的方式，使得注射进样的方式可以成功应用于测压法爆炸极限测试装置中，使高压初始条件下可燃液体蒸气的进样量可以精确控制，从而实现爆炸极限的精确测试。本发明的装置结构简单，易于实现。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	陕西;61
申请人：	西安交通大学
发明人：	张可;符文;胡晓振;毕胜山;吴江涛
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-09T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-12T00:00:00+0800
申请号：	CN201910280526.2
公开号：	CN110006948A
代理机构：	西安通大专利代理有限责任公司
代理人：	安彦彦
分类号：	G01N25/54(2006.01);G;G01;G01N;G01N25
申请人地址：	710049 陕西省西安市咸宁西路28号
主权项：	1.可燃性液体高压爆炸极限测量装置，其特征在于，包括爆炸容器(1)和压缩空气储罐(2)；爆炸容器(1)通过管路(19)以及管道与压缩空气储罐(2)相连，爆炸容器(1)和压缩空气储罐(2)上均设置有温度测量部件、温度控制部件以及压力传感器；爆炸容器(1)顶部设置有端盖(23)，端盖(23)上设置有点火部件和液体进样口(11)，液体进样口(11)处设置有液体进样装置，液体进样装置包括进液密封垫(3)、液体进样堵头(4)、爆炸密封垫(8)和密封堵头(17)；进液密封垫(3)设置在液体进样口(11)内，进液密封垫(3)上设置有液体进样堵头(4)，液体进样堵头(4)顶部设置有爆炸密封垫(8)，爆炸密封垫(8)上设置有密封堵头(17)。 2.根据权利要求1所述的可燃性液体高压爆炸极限测量装置，其特征在于，爆炸容器(1)为球形金属容器，爆炸容器(1)的侧壁安装有多个爆破片(26)；爆炸容器(1)上还设置有第一阀门(18)，点火后爆炸容器(1)内部的气体经过第一阀门(18)排向外界；爆炸容器(1)侧壁还安装有铠装热电偶(15)，铠装部分伸入爆炸容器(1)内部，测量端位于中心附近。 3.根据权利要求1所述的可燃性液体高压爆炸极限测量装置，其特征在于，压缩空气储罐(2)为长圆柱体金属容器，长径比为(4～10):1；压缩空气储罐(2)上设置有多支用于测量内部气体的温度的第一铂电阻温度计(16)测量；进液密封垫(3)的材质为硅橡胶材料或氟橡胶，液体进样堵头(4)为环形柱状金属材料，外圆外侧为外螺纹结构，爆炸密封垫(8)的材质为硅橡胶或氟橡胶，爆炸密封垫(8)为平垫或O型圈；密封堵头(17)为外螺纹金属材料堵头。 4.根据权利要求1所述的可燃性液体高压爆炸极限测量装置，其特征在于，点火部件包括密封件(12)、点火电极(13)和熔断丝(14)；点火电极(13)伸入到爆炸容器(1)内部，熔断丝(14)设置在点火电极(13)底端，点火电极(13)与端盖(23)之间通过密封件(12)进行密封；密封件(12)与点火电极(13)之间绝缘。 5.根据权利要求4所述的可燃性液体高压爆炸极限测量装置，其特征在于，密封件(12)为外螺纹结构的金属材料；密封件(12)与点火电极(13)之间通过玻璃烧结的方式绝缘；点火电极(13)为不锈钢材料，点火电极(13)由输出电压为110-120V的隔离变压器供电；熔断丝(14)为铜丝。 6.根据权利要求1所述的可燃性液体高压爆炸极限测量装置，其特征在于，压力传感器包括第一压力传感器(7)、第二压力传感器(9)以及第三压力传感器(10)；第一压力传感器(7)安装在压缩空气储罐(2)顶部，第二压力传感器(9)和第三压力传感器(10)安装在爆炸容器(1)的侧壁上。 7.根据权利要求1所述的可燃性液体高压爆炸极限测量装置，其特征在于，爆炸容器(1)外侧缠绕有第一加热带(24)，压缩空气储罐(2)外侧缠绕有第二加热带(25)，第一加热带(24)和第二加热带(25)均分别由多根加热带组成，分别缠绕在爆炸容器(1)和压缩空气储罐(2)外侧不同的高度位置处；每根第一加热带(24)与爆炸容器(1)之间布置有多支第三铂电阻温度计(22)，每根第二加热带(25)与压缩空气储罐(2)之间布置有多支第二铂电阻温度计(20)，每根加热带分别连接至一台温度控制器，由温度控制器自动控制每根加热带的加热功率，从而控制爆炸容器(1)和压缩空气储罐(2)内部气体的温度。 8.一种如权利要求1所述的高压爆炸极限测量装置的液体进样方法，其特征在于，将进液密封垫(3)装入液体进样口(11)，将液体进样堵头(4)旋入液体进样口(11)的螺纹并拧紧，液体进样堵头(4)将进液密封垫(3)压紧密封；将爆炸容器(1)内部抽真空至2kPa以下；首先根据要试验的摩尔分数，估算需要注入的可燃性液体的质量，由注射器吸取估算的质量的可燃性液体，注射器针头穿过进液密封垫(3)，并将可燃性液体注入爆炸容器内；再将爆炸密封垫(8)放入液体进样口(11)内，然后通过密封堵头(17)将爆炸密封垫(8)压紧。 9.一种基于权利要求1所述的高压爆炸极限测量装置的单组元可燃性液体摩尔分数配气方法，其特征在于，首先标定出压缩空气储罐(2)与管路(19)的总体积为Va，爆炸容器(1)的体积为Vb；将压缩空气储罐(2)和爆炸容器(1)的温度同时设置为待测试的温度T，根据待试验的摩尔分数x0，估算所需要注入的可燃性液体的质量m0；然后将压缩空气充入压缩空气储罐(2)至压力Pa1，将爆炸容器(1)抽真空至压力Pb0，Pb0<2kPa)，使用注射器将所估算的质量m0的可燃性液体通过液体进样口(11)注入爆炸容器(1)，注射前后注射器的质量差为m，再将压缩空气充入爆炸容器(1)至待测压力P，记录充入压缩空气后压缩空气储罐(2)的压力Pa2；爆炸容器(1)内可燃液体的摩尔分数计算步骤为： 1)使用REFPROP软件或空气的状态方程，计算出压力为Pb0、温度为T时空气的密度ρari0； 2)计算爆炸容器(1)抽真空后内部剩余的空气的物质的量nair0； 3)计算得到充入爆炸容器内部可燃液体的物质的量nvap； 4)使用REFPROP软件或空气的状态方程，计算充入压缩空气前，温度为T、压力为Pa1时压缩空气储罐(2)内空气的密度ρair1；充入压缩空气后，温度为T、压力为Pa2时压缩空气储罐(2)内空气的密度ρair2； 5)计算充入爆炸容器内压缩空气的物质的量nair1； 6)计算可燃性液体精确的摩尔分数xvap； 10.一种基于权利要求1所述的高压爆炸极限测量装置的多组元可燃性液体摩尔分数配气方法，其特征在于，首先标定出压缩空气储罐(2)与管路(19)的总体积为Va，爆炸容器(1)的体积为Vb；将压缩空气储罐(2)和爆炸容器(1)的温度同时设置为待测试的温度T，根据待试验的n种可燃性液体的摩尔分数x10，x20，x30，…，xi0，…，xn0，估算所需要注入的可燃性液体组分i的质量分别为m10，m20，m30，…，mi0，…，mn0；然后将压缩空气充入压缩空气储罐(2)至压力Pa1，将爆炸容器(1)抽真空至压力Pb0，Pb0<2kPa，使用多支注射器将所估算的质量mi的各组分的可燃性液体通过液体进样口11注入爆炸容器(1)，分别称量注射前后注射器的实际质量差分别为m1，m2，m3，…，mi，…，mn，再将压缩空气充入爆炸容器(1)至待测压力P，记录充入压缩空气后压缩空气储罐(2)的压力Pa2；爆炸容器(1)内可燃液体的摩尔分数计算步骤为： 1)使用REFPROP软件或空气的状态方程，计算压力为Pb0、温度为T时空气的密度ρari0； 2)计算爆炸容器(1)抽真空后内部剩余的空气的物质的量nair0； 3)计算得到充入爆炸容器(1)内部的各可燃液体组分i的物质的量nvap,i； 4)使用REFPROP软件或空气的状态方程，计算充入压缩空气前，温度为T、压力为Pa1时压缩空气储罐(2)内空气的密度ρair1；充入压缩空气后，温度为T、压力为Pa2时压缩空气储罐(2)内空气的密度ρair2； 5)计算充入爆炸容器(1)内压缩空气的物质的量nair1； 6)计算每种可燃性组元i液体精确的摩尔分数xvap,i； 7)计算可燃性液体混合物精确的摩尔分数xvap
所属类别：	发明专利