[发明专利]一种隧道内运动体火灾模拟实验装置

说明书

技术领域

本发明涉及火灾燃烧实验装置，适用于列车在铁路或地铁隧道内着火后继续运动时的燃料燃烧特性、火灾烟气扩散规律、运动火灾控制以及对人员疏散影响等相关机理的研究。

背景技术

列车在隧道内着火后，迫停在隧道内就地实施人员疏散和救援的难度较大。目前一般规定列车应尽可能地行驶到隧道外或铁路救援站或地铁前方车站实施抢险救援。列车携带火源行驶时，会形成一定的活塞风和反向气流，在火源附近产生迎风气流，对火源燃烧过程产生影响，有两种可能：风助火势增强，反而扩大危害；气流破坏燃烧过程或降低燃烧物的温度至燃点以下，使火焰减弱甚至熄灭。在这个过程中，列车运动速度对火源附近迎风气流的大小起着决定性的作用。但目前，人们对列车着火后的运动速度、机械通风等对火灾热释放速率的影响、运动火灾的烟气扩散规律、运动火灾如何控制以便于人员疏散等问题并不清楚。

现有的隧道内火灾模拟实验装置包括模拟隧道外壳，燃烧器，第一、第二整流阀，通风系统和数据采集系统等几个部分。模拟隧道外壳固定在地面的支架上，前、后端面上分别安装前、后门。模拟隧道外壳的一个侧面的前端、后端分别设置前、后通风口，并在该侧面上开设不可开启的窗户；另一个侧面上设置可开启的窗户。窗户与模拟隧道外壳之间密封固定，窗户均采用钠钙硼硅酸盐耐高温玻璃。所述的燃烧器放置在质量传感器上，通风系统中风机通过前风管与前通风口密封连接，数据采集系统包括能见度检测模块、温度检测模块、压力检测模块、燃料质量检测模块。模拟隧道外壳上从前至后设置烟气组分检测口、温度检测口和压力检测口，分别设置能见度检测传感器、温度传感器和电子压力传感器；数据采集仪置于模拟隧道外壳的外部。

可见，目前的隧道火灾模拟实验装置只能进行火源静止条件下的模拟实验，不能解决运动火源的检测问题。亟需建立能够用于运动火源燃烧特性和烟气扩散规律的实验与研究的运动体火灾实验平台。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种火源在运动条件下的实验装置。

本发明的技术解决方案如下：

一种隧道内运动体火灾模拟实验装置，该实验装置包括：模拟隧道外壳、燃烧器，第一、第二整流阀，通风系统和数据采集系统。

所述的模拟隧道外壳采用两层2mm厚度的0Cr18Ni9Ti不锈钢板、中间用50mm厚的硅酸铝甩丝纤维毯做隔热层。 

所述的模拟隧道外壳固定在地面的支架上；模拟隧道外壳的前、后端面上分别安装前、后门，并与模拟隧道外壳密封；在模拟隧道外壳的一个侧面的前端、后端分别设前、后通风口；该侧面上设不可开启的窗户，并与模拟隧道外壳密封固定；在模拟隧道外壳的另一个侧面上设可开启的窗户，并与模拟隧道外壳密封固定，窗户采用钠钙硼硅酸盐耐高温玻璃；燃烧器放置在质量传感器上。

机械通风系统中的风机通过前风管与前通风口密封连接；

所述的数据采集系统包括：能见度传感器、温度传感器、压力传感器、质量传感器、质量数据接收器；在模拟隧道外壳顶的中心线上从前至后设置烟气组分检测口、温度检测口、压力检测口；烟气组分检测口处设置能见度传感器，温度检测口处设置温度传感器，压力检测口处设置电子压力传感器；数据采集仪置于模拟隧道外壳的外部。

设置第一至第四个摄像机；第一个摄像机安装在模拟隧道外壳的顶部，第二、三、四个摄像机分别安装在其侧面。

在所述的模拟隧道外壳内底面上的中间位置，设置并固定第一、第二轨道，轨道两端与固定在模拟隧道外壳内底面上的第一、第二车挡的内侧面接触。

在所述的第一、第二轨道上放置带四个车轮的底座，运动体置于底座内。

所述的运动体的中部设一凹槽，凹槽内放置质量传感器和燃烧器，燃烧器置于质量传感器上；运动体的顶壁上设温度测量口，其内安装温度传感器；在运动体前壁的中心处设风速测量口，其内放置皮托管及其差压变送器；在运动体后壁上设置门；从门放入质量数据接收器。

所述的燃烧器包括燃料盆、托盘和弹簧；弹簧的一端固定在燃料盆底上，托盘固定在弹簧的另一端；托盘与燃料盆之间间隙配合，托盘上设环形密封槽，采用极压锂基润滑脂MULTIS EP密封。

驱动系统包括：第一至第四个滑轮、带卷筒的电动机、绳索、行程开关。

第一和第二个滑轮通过支架固定在模拟隧道外壳内的底面上，位于第一、第二车挡之外；第三和第四个滑轮通过支架固定在地面上。

绳索缠绕在电动机的卷筒上，绳索的一端经第三和第一个滑轮与运动体的一端连接，绳索的另一端经第四和第二个滑轮与运动体的另一端连接。