[实用新型]一种可调截面尺寸的隧道车辆火灾实验模拟装置

说明书

技术领域

本实用新型属于火灾安全技术领域，具体涉及一种可调截面尺寸的隧道车辆火灾实验模拟装置。 

背景技术

随着世界城市化进程的不断加快，各大城市的交通拥堵问题日趋严重，修建隧道已成为解决大中型城市交通拥挤的重要方式。根据隧道所在位置的不同，可以分为山岭隧道、水底隧道和城市隧道。城市隧道又可以分为地下公路隧道和地下铁路隧道。由于隧道空间近似于封闭，一旦车辆在隧道内发生火灾，极易造成群死群伤的灾难性后果。如1995 年的阿塞拜疆巴库地铁火灾，车辆起火后停止在隧道内并发生猛烈燃烧，造成558 人死亡和269人受伤。由于车辆火灾规模通常较大，隧道顶棚距离车辆上部的空间又较小，很容易在隧道内形成大面积的顶棚射流火焰，在一定条件下可能会引燃相邻车厢或车辆并造成火灾规模迅速增大。为了在火灾中排出高温有毒烟气和热量以保障隧道内人员的安全疏散，通常在隧道内安装隧道风机进行纵向通风。因此，研究隧道车辆火灾顶棚射流火焰在纵向风作用下所呈现出的动力学特性，揭示顶棚射流火焰关键参数随纵向风速的变化，建立相应的数学模型，对于保证隧道系统的火灾安全是十分必要的。 

由于经费的限制，全尺寸隧道实验不易开展；而CFD模拟的精确性和有效性值得商榷。因此，开展大量小尺寸实验研究，找出隧道车辆火灾顶棚射流火焰在纵向风作用下所呈现出的动力学特性，建立顶棚射流火焰关键参数与火源功率预测模型，是一种较好的选择。 

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种小尺寸隧道车辆火灾实验装置，能够在实验室模拟隧道车辆火灾燃烧情况，研究纵向风作用下顶棚射流火焰所呈现的动力学特性，建立顶棚射流火焰关键参数与火源功率的预测模型。 

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种可调截面尺寸的隧道车辆火灾实验模拟装置，包括左右两端设置开口的实验台主体、设在实验台主体两侧的通风系统以及设在实验台主体内部的配套测控系统。 

其中，所述实验台主体的截面形状为矩形，并且其截面面积与实际隧道断面面积成一定比例；实验台主体包括隧道框架、设在隧道框架外围的顶棚、底板以及顶棚与底板之间的左、右侧壁；其中左侧壁的顶部和底部装有滑轮，顶棚与底板上分别设有与滑轮相应的导轨；并且底板上的导轨上设有开口槽，开口槽内设有可移动平板，可移动平板的中部设有模拟火源；顶棚下部的导轨的上端设有开口槽，开口槽内设有滑竿，滑竿上套有滑环，滑环上设有各种测点。 

其中，所述通风系统包括与风机相连接的通风管道；通风管道内设有自动控制阀，风机与变频控制器电连接。 

其中，所述配套测控系统包括质量燃烧速率测量系统、火焰温度测量系统、火焰区长度和厚度测量系统、烟气成分测量系统、风速测量系统以及流场显示系统； 

所述质量燃烧速率测量系统包括设在模拟火源底部的电子天平；火焰温度测量系统包括设在模拟火源上方及下游处的三排九串竖向热电偶、设在模拟火源上方且沿顶棚底部水平布置的若干铠装横向热电偶；火焰区长度和厚度测量系统包括设在实验台主体上方的火焰区长度标尺、设在实验台主体右侧的火焰高度标尺以及对其进行记录的高速摄像仪；烟气成分测量系统包括设在实验台主体内部的烟气浓度探头；风速测量系统包括设在实验台主体内部的速度探头；流场显示系统包括设在实验台主体右侧开口的激光片光源及对流场进行记录的摄像机；所述电子天平、竖向热电偶、铠装横向热电偶、烟气浓度探头、速度探头分别与数据处理装置相电连接。

其中，所述隧道框架采用角钢搭建，其底部四角各设有一个支柱；所述顶棚、底板和右侧壁由石英防火板构成，并且角钢与石英防火板之间密封连接，左侧壁由钢化玻璃构成。 

其中，所述模拟火源为浸泡汽油的木垛。 

其中，所述测点包括温度测量探点、速度测量探点以及CO浓度测量探点。 

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：