При этом, кроме заключения о безопасности или потенциальной взрывоопасности конкретной исследуемой газовой среды, могут быть экспериментально получены данные о параметрах взрыва (давление, температура, скорость фронта пламени), об условиях, приводящих к инициированию (воспламенению) ГС (энергия источника зажигания, его вид и т.д.) и о влиянии на ПВО внешних факторов (внешний нагрев, разбавление смеси, начальное давление, наличие примесей и т.д.).
Комплекс представляет собой автоматизированную систему, состоящую из аппаратных и измерительных средств, и включает в себя:
- испытательную установку с испытательными камерами, ресивером-накопителем, пультом управления и подводящими газовыми магистралями;
- установку для приготовления газовых смесей с подводящими газовыми магистралями;
- систему управления, специализированное программное обеспечение и информационно-измерительные каналы на базе ПК для дистанционных автоматических измерений параметров среды в испытательной камере и параметров инициирования ГС.
Основной элемент испытательной установки – испытательная камера – представляет собой разборный сосуд, внутри которого осуществляется взрывчатое превращение ГС. В настоящее время благодаря универсальной конструкции дна камеры в составе установки используются пять модификации испытательной камеры. Их внешний вид показан на рисунке и технические характеристики приведены в таблице.
Модификация камеры | РС 2181.010 | РС2181.350/РС2181.310 | РС2181.350-01/РС2181.310-01 |
Рабочий объем, см3 | от 2 226 до 10419 | ~5000/~7800 | ~2000/~8500 |
Максимальное рабочее давление, МПа (кг/см2) | 1,2 (12) | 6(60)/0,25 (2,5) | 6(60) |
Эксплуатационная температура, º С | от 20 до 80 | от 20 до 200 | от 20 до 200 |
В камере размещаются или подключены датчики давления, термопары, датчик влажности и устройства системы зажигания, системы впрыска воды, системы отбора и анализа газовой среды, устройства перемешивания газа.
Измерительный канал температуры: | |
количество каналов измерений | 5 |
диапазон измерения температуры, оС | 0…1000 |
интервал опроса датчиков температуры, мс | 100 |
погрешность измерения температуры для Р = 0,95, не более, оС | 4 |
Измерительный канал давления: | |
количество каналов измерений | 2 |
диапазон измерения давления, МПа | 0,1…2,5 |
интервал опроса датчиков давления, мс | 1 |
погрешность измерения давления для Р = 0,95, не более | 2% |
| |
количество каналов измерений | 1 |
диапазон измерения относительной влажности | 100% |
температурный диапазон измерения влажности | от минус 40 до 160 оС |
диапазон давления газовой среды | до 250 кПа |
Система зажигания включает в себя в качестве инициирующих устройств искровой разрядник на основе автомобильной свечи зажигания, искрового источника инициирования повышенной мощности (с регулируемым зазором), и нагревательные элементы с различными площадями нагреваемой поверхности, устанавливаемые в днище испытательной камеры. Электрическая свеча и искровой источник инициирования воспроизводят параметры зажигания газовой среды разрядом с энергией от 0,1 до 1000мДж. Нагревательный элемент (нихромовая спираль) воспроизводит условия воспламенения ГС от нагретого тела. Температура поверхности спирали может регулироваться в диапазоне от 200 до 1100 °С.
Система впрыска воды состоит из форсунок, ёмкости с водой, электромагнитного клапана и компрессора .
Устройство перемешивания газов включает в себя перекачивающую станцию с комплектом трубопроводов, обеспечивающими замкнутый контур с испытательной камерой.
Для регистрации параметров искрового импульса (форма, длительность импульса, напряжение пробоя, максимальный ток ионизации) и времени возгорания смеси от начала подачи инициирующего импульса используется оборудование диагностического комплекса Motodoc, Quantex Laboratory .
Система отбора и анализа газовой среды на содержание водорода, кислорода, азота и органических соединений в процессе эксперимента состоит из трубопроводов, кранов, вакуумного насоса и портативного газового хроматографа Micro GC 490.
Модификация камеры со смотровыми окнами позволяет проводить видеосъемку процессов воспламенения газовых смесей теневым методом с определением скорости фронта пламени.
Во время эксперимента по проверке ПВО ГС проводятся дистанционные автоматические измерения параметров процесса в испытательной камере. Преобразованный сигнал поступает в ПК, где обрабатывается с помощью программного обеспечения «ПВБ_154» и представляется в графическом виде на экране монитора.
Созданный комплекс нашел широкое применение для исследований в интересах безопасности АЭС. Для получения экспериментальных данных по исследованиям водородо-парогазовых смесей различных составов с воспроизведением факторов и условий, характерных для тяжелых аварий (ТА) на АЭС. Для получения экспериментальных данных по исследованиям работоспособности различных типов катализаторов в интересах создания рекомбинаторов водорода для АЭС.