一種記錄爆轟內部結構的管道系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種記錄爆轟內部結構的管道系統，該管道系統包括測試主體管、煙熏玻璃、煙膜和開槽法蘭；在測試主體管的末端聯接開槽法蘭，并設置橡膠圈密封，在抽真空過程中將煙熏玻璃對準末端，利用管道內外的壓力差將煙熏玻璃光滑面與橡膠密的接觸面來保證玻璃和橡膠密封圈之間極好的密封。煙熏玻璃只保留中心處管道內徑相同大小，其他部分需要用酒精擦拭干凈，以免影響密封。同時，在內部管壁放置煙膜，煙膜寬度等于管道內徑周長，實驗完成后取下末端玻璃，則煙熏玻璃記錄了這一位置在橫波到達時的內部橫波軌跡。爆轟橫波結構結果。本實用新型的有益效果是，該結構簡單，使用方便，可清晰記錄爆轟面結構的記錄爆轟內部結構的管道系統。
【專利說明】
一種記錄爆轟內部結構的管道系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種記錄爆轟內部結構的管道系統。
【背景技術】
[0002]文獻1(韓桂來，姜宗林，張德良.激波與爆轟波對撞的數值模擬研究[J].力學學報，2008，40(2): 154-161.)指出自持爆轟波一般都具有復雜的三維結構，稱為胞格結構。而螺旋爆轟只是圓管中模數為一的胞格。使用煙熏過的煙膜來記錄爆轟的胞格結構也成為主要的爆轟現象研究手段。實際上，環繞在管子內壁的煙膜上僅僅記錄了爆轟面外圈上的三波點經過的路徑。因為實驗方法的限制對爆轟結構的研究大部分都是對管壁處的螺旋爆轟結構進行研究，但是其內部發展規律少有涉及。想要確定離管壁較遠處靠近管軸的前導激波面形狀，可把煙膜垂直于管軸放置，這樣爆轟面會在該煙膜上發生反射。但是如何將來自螺旋爆轟波反射的激波相交記錄在端面煙膜面上的這一復雜過程至今為止尚不清楚。端面煙膜記錄了折痕是如何從壁面朝著管軸向內延伸的。端面煙膜上顯示的精細結構是由于反射激波掃過經過激波壓縮的反應物而造成的，這些反應物處于折痕入射激波后方白勺誘導區內。文獻2(Voitsekovskii，B.V., V.V.Mitrofanov, and M.Ye.Topchiyan.1966.“The structure of a detonat1n front in gases ,English translat1n,Wright Patterson Air Force Base)嘗試給出螺旋爆轟面單頭、雙頭和四頭螺旋爆震的橫波運動，但對于更高頻的螺旋爆轟，描述橫波運動穿過爆轟面將會非常困難，需要實驗結果的支持，如何清晰的記錄爆轟面的結構是十分需要解決的問題。
【實用新型內容】
[0003]為了解決上述問題，本實用新型的目的是提供一種結構簡單，使用方便，可清晰記錄爆轟面結構的記錄爆轟內部結構的管道系統。
[0004]本實用新型的技術方案:一種記錄爆轟內部結構的管道系統，該管道系統包括測試主體管、煙熏玻璃、煙膜和開槽法蘭；
[0005]其中，所述測試主體管的一端通過法蘭密封，所述測試主體管的另一端設有所述開槽法蘭，所述測試主體管的管壁上開有用于安裝檢測裝置的若干通孔，所述通孔上均設有探針安裝塞，所述測試主體管的內部靠近所述開槽法蘭一端設置所述煙膜，且所述煙膜的高度等于所述測試主體管的內徑，所述煙熏玻璃設置在木板上，所述煙熏玻璃與木板之間設有緩沖海綿，所述煙熏玻璃、所述木板與所述開槽法蘭三者之間通過固定夾具固定，所述開槽法蘭與所述煙熏玻璃的接觸面之間設置有橡膠圈密封。
[0006]進一步，所述檢測裝置包括單片機和探針或傳感器，所述探針或傳感器安裝在所述通孔內，所述單片機通過數據線與所述探針或傳感器連接。
[0007]進一步，所述測試主體管為不銹鋼制成，其內徑為在50.8mm-1000mm。
[0008]進一步，所述煙膜的寬度小于或等于所述測試主體管的內徑周長。
[0009]進一步，所述煙熏玻璃的厚度為4_6mm。
[0010]所述的內部結構記錄實驗系統，是適用于不同預混氣在不同初始條件下的爆轟實驗的，初始壓力改變時調整玻璃的厚度，4mm厚的玻璃僅適用于初始壓力低于8kPa，6mm厚的玻璃可以滿足初始壓力不高于15kPa的實驗。
[0011]本實用新型的有益效果是:由于采用上述技術方案，本實用新型的管道系統安裝方便，便于調整，適用于廣泛的初始壓力條件及預混氣種類，可靠的給出清晰的便于記錄的爆轟內部結構。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型記錄爆轟內部結構記錄管道系統的結構示意圖。
[0013]圖2為主體測試管的剖面示意圖。
[0014]圖3為本實用新型的實驗煙膜及玻璃煙跡結果示意圖。
[0015]圖4為煙熏玻璃制備的示意圖。
[0016]圖中:
[0017]1- 8、探針安裝塞;9、測試主體管；10、煙膜；11、開槽法蘭；12、煙熏玻璃；13、緩沖海綿；14、木板；15、橡膠圈；16、固定夾具；17、爆轟內部結構軌跡；18、爆轟管壁軌跡；19、煙熏區域;20、覆蓋物;21、濾網；22、煤油燈;23、探針或傳感器;24、單片機。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖和實例對本實用新型的技術方案做進一步說明。
[0019]如圖1-2所示為本實用新型一種記錄爆轟內部結構記錄管道系統的結構示意圖，該管道系統包括測試主體管、煙熏玻璃、煙膜和開槽法蘭；
[0020]其中，所述測試主體管的一端通過法蘭密封，所述測試主體管的另一端設有所述開槽法蘭，所述測試主體管的管壁上開有用于安裝檢測裝置的若干通孔，所述通孔上均設有探針安裝塞，所述測試主體管的內部靠近所述開槽法蘭一端設置所述煙膜，且所述煙膜的高度等于所述測試主體管的內徑，所述煙熏玻璃設置在木板上，所述煙熏玻璃與所述木板之間設有緩沖海綿，設置在所述木板上的煙熏玻璃通過夾子與所述開槽法蘭固定，所述開槽法蘭與所述煙熏玻璃接觸面之間設置有橡膠圈，該系統還包括檢測裝置，所述檢測裝置包括單片機和探針或傳感器，所述探針或傳感器安裝在所述探針安裝塞上，所述單片機通過數據線與所述探針或傳感器連接。
[0021]本實用新型的工作原理是:
[0022]首先，將測試主體管兩端密封，檢查測試主體管的密封性，將測試主體管的一端通過法蘭密封，另一側末端放入煙膜，保證放置過程中煙膜無旋轉，在測試主體管的另一端安裝開槽法蘭，將煙熏玻璃置于木板上；
[0023]步驟2:制備成分為2H2+02+50%Ar的預混氣和C2H2-02的引爆氣，靜置24小時充分預混；
[0024]步驟3:對步驟I組裝后的測試主體管開始抽真空，將煙熏玻璃的煙跡對準測試主體管設有開槽法蘭的末端開口上，此時橡膠密封圈的柔性加之管道內外因抽真空產生的壓力差會將煙熏玻璃壓在橡膠密封圈上，然后繼續抽真空，使用夾子將木板、緩沖海綿、煙熏玻璃和開槽法蘭四者固定，充入引爆氣C2H2-02及實驗氣體2H2+02+50%Ar，點火，爆轟結束后抽真空，平穩緩慢的放入大氣，扶住木板，拆卸夾子，拿下木板及留下軌跡的煙熏玻璃，取出留下軌跡的煙膜，即得到該實驗氣體的清晰的記錄爆轟面的結構，爆轟實驗過程中，通過測試主體管上的探針或傳感器記錄下爆轟面到達時間，結合探針位置計算出爆轟速度。
[0025]實施例:本實用新型記錄爆轟內部結構的管道主體采用鋼材，內徑為63.5mm，外壁打孔安裝密封塞子，密封塞子加工有探針/傳感器安裝孔，末端聯接開槽的法蘭，如圖1。在法蘭開槽處安裝密封橡膠圈，密封橡膠圈高出槽口 2mm?3mm。實驗過程:預混氣2H2+02+50%Ar已提前24小時充分預混，擦洗管道、末端法蘭端面、橡膠圈，保證橡膠圈清潔無塵。管道檢測密封后，在末端放入熏制的煙膜，保證放置過程中煙膜無旋轉。開始抽真空，將煙熏過的鋼化玻璃放置于安裝平臺，使煙跡對準管道末端開口，此時橡膠圈的柔性加之管道內外因抽真空產生的壓力差會將玻璃壓在橡膠密封圈上，然后抽真空過程中使用架子隔著貼有厚海綿的木板之間將玻璃與法蘭夾住，保證實驗結束后的放氣過程中玻璃不會移動或滑落。使用四個架子夾住玻璃的四個邊，以免受力不均勻導致玻璃破裂。抽真空完成后，充入實驗氣體2H2+02+50%Ar及引爆氣C2H2-02，點火。爆轟結束后抽真空，平穩緩慢的放入大氣，扶住木板，拆卸架子，拿下木板及留下軌跡的玻璃，取出留下軌跡的煙膜，將煙膜結果及玻璃結果掃描，得到軌跡結果見附圖2。
[0026](2)煙熏玻璃及煙膜的制備要求
[0027]熏制設備主要包括煤油燈、濾網、覆蓋物，見圖4。煙熏玻璃為正方形，尺寸應與開槽法蘭的直徑一致，熏制前應清洗干凈。覆蓋物中間挖空，挖空尺寸為管道內徑。濾網材質為鋼鐵，孔隙為1mm。濾網安置在煤油燈上方，以過濾顆粒度太大的煙塵，點燃酒精燈，將覆蓋物固定于玻璃，平移玻璃，使煙塵吸附均勻。
[0028]煙膜裁剪的寬度等于管道內徑周長，厚度基于初始壓力，初始壓力低于SkPa，厚度采用0.4mm;初始壓力低于12kPa，厚度采用0.6mm;初始壓力高于12kPa，厚度采用1mm。實驗完成后取下末端玻璃，玻璃上的煙熏記錄下了這一位置在橫波到達時的內部橫波軌跡。
【主權項】
1.一種記錄爆轟內部結構的管道系統，其特征在于:該管道系統包括測試主體管、煙熏玻璃、煙膜和開槽法蘭； 其中，所述測試主體管的一端通過法蘭密封，所述測試主體管的另一端設有所述開槽法蘭，所述測試主體管的管壁上開有用于安裝檢測裝置的若干通孔，所述通孔上均設有探針安裝塞，所述測試主體管的內部靠近所述開槽法蘭一端設置所述煙膜，且所述煙膜的高度等于所述測試主體管的內徑，所述煙熏玻璃設置在木板上，所述煙熏玻璃與所述木板之間設有緩沖海綿，所述煙熏玻璃、所述木板與所述開槽法蘭三者之間通過固定夾具固定，所述開槽法蘭與所述煙熏玻璃的接觸面之間設置有橡膠圈密封。2.根據權利要求1所述的管道系統，其特征在于，該系統還包括檢測裝置，所述檢測裝置包括單片機和探針或傳感器，所述探針或傳感器安裝在所述探針安裝塞上，所述單片機通過數據線與所述探針或傳感器連接。3.根據權利要求1所述的管道系統，其特征在于，所述測試主體管采用不銹鋼制成，其內徑為在 50.8mm-1000mm。4.根據權利要求1所述的管道系統，其特征在于，所述煙膜的寬度小于或等于所述測試主體管內徑周長。5.根據權利要求1所述的管道系統，所述煙熏玻璃的厚度為4-6mm。
【文檔編號】G01N25/54GK205484154SQ201521129541
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年12月30日
【發明人】趙煥娟, 張英華, 嚴屹然, 高玉坤, 黃志安, 白智明, 王輝
【申請人】北京科技大學