[发明专利]一种模拟管廊管道火灾实验平台及其实验方法

说明书

本发明公开了一种模拟管廊管道火灾实验平台及其实验方法，包括：管道、管架、火灾模拟机构以及数据采集处理机构。所述火灾模拟机构包括油盆、喷火枪、燃料供应机构、风速调节机构、注液机构、以及压力调节机构。通过所述实验平台模拟实际管廊发生火灾时的环境因素、管道运行工况以及火灾事故类型，实时监测管廊管道温度、压力及管道形变情况，实现对不同环境因素、不同火灾工况下的不同尺寸和不同运输介质的管道温升规律和失效时间的研究。

技术领域

本发明涉及消防安全技术领域，具体涉及一种模拟管廊管道火灾实验平台，还涉及此实验平台的实验方法。

背景技术

公共管廊是化工园区上下游企业间物料传输的桥梁，具有“成本低、效率高”等特点，被形容为化工园区间的动脉。随着化工园区的快速发展，公共管廊在各个工业园区得到了大力兴建，但是由于公共管廊内化工管道布置紧密且以高温、高压管道居多，危险性非常高。如果遇到工人违章作业、外力破坏、腐蚀等情况，管道很容易发生泄漏，如果加压的可燃物质泄漏形成射流，在泄漏口处点燃，由此形成喷射火灾；若可燃物质泄漏形成液池，遇到火源则会形成池火灾。管廊内一旦发生火灾，将造成严重的损失，严重影响居民生活和企业生产，如果对火灾事故处理不及时，甚至可能导致二次事故发生。因此，对公共管廊进行火灾特性研究显得尤为重要。

目前，人们对公共管廊的火灾研究主要由火灾实验模拟、数值模拟分析和理论分析三大类。针对公共管廊火灾进行的实验研究主要分为两种：（1）全尺寸实验（现场实验）研究；（2）缩比模型研究。全尺寸实验研究是对数值模拟、理论分析和缩比模型实验研究结果进行验证的重要手段。而全尺寸实验由于火灾的复杂性与随机性，不能完全实现模拟火灾工况，很难进行大量火灾工况研究。基于此，以相似理论为依据而建立的缩比火灾模型试验可以真实地再现火灾特征，并且可以节约时间成本、节省人力、物力、财力，在火灾研究方面具备独特的优越性，在管廊火灾研究中成为主流。

综合目前已公布的研究成果，国内外对于公共管廊的实验研究较少，整体而言，已有的实验模型没有体现综合现有管廊消防装置以及多层结构的管廊消防需求。其中大部分都为管廊内部火焰的研究，主要研究管道内部火焰扩散性及管道内壁的压力响应等，很少有针对管道外壁的火灾实验。而喷射型火灾和池火灾具有高发生率和强破坏性，大量存在于化工园区、油气田以及管道，并且此类型火灾的破坏方式主要为热辐射，其作用部位主要是容器或者是管道的外壁面。因此，针对管道外壁火灾实验的研究，对预测、预防、控制事故的发生、保障生产生活安全有很大的价值和实践意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提出了一种模拟管廊管道火灾实验平台及其实验方法，采用油盆模拟池火灾、喷火枪模拟喷射型火灾，并对火灾环境下的管道温度、压力、应力等参数进行实时监测，实现对管廊管道火灾的模拟及热力响应规律研究。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种模拟管廊管道火灾实验平台，包括：管架、管道、火灾模拟机构以及数据采集处理机构；

所述管架包括至少两个放置层，每层所述放置层上放置多个不同管径的所述管道；所述管道的管径按照原型管廊缩比，每个所述管道壁面上设置有温度传感器和第一形变传感器，部分管道端部设置有压力检测件，所述管架上设置有第二形变传感器；

所述火灾模拟机构包括：油盆和/或喷火枪、风速调节机构、注液机构和压力调节机构；

所述油盆放置于所述管道下方，用于模拟池火灾；所述喷火枪朝向所述管道设置，用于模拟喷射型火灾；所述风速调节机构用于调节朝向管道的风速大小；所述注液机构用于向部分管道内部提供液体；所述压力调节机构用于向部分管道提供气体充装；

所述温度传感器、第一形变传感器、第二形变传感器以及压力检测件均与所述数据采集处理机构电性连接。

进一步的，所述喷火枪设置在支架上，喷火枪与所述支架之间通过角度调节机构连接，所述角度调节机构用于调节所述喷火枪的喷射角度。