模擬底部橫向風(fēng)對(duì)火焰結(jié)構(gòu)流場特性影響機(jī)理的實(shí)驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種模擬底部橫向風(fēng)對(duì)火焰結(jié)構(gòu)及流場特性影響機(jī)理的實(shí)驗(yàn)裝置，包括燃燒箱體、風(fēng)洞系統(tǒng)及測控系統(tǒng)，所述的燃燒箱體底部為敞開結(jié)構(gòu)，每隔10cm設(shè)置一根中空不銹鋼管，其中一個(gè)側(cè)面為觀察窗，與觀察窗相對(duì)應(yīng)的壁面中部為操作口，所述風(fēng)洞系統(tǒng)位于燃燒箱體底部，包括箱體、風(fēng)機(jī)及整流裝置，箱體長度、寬度和高度均與燃燃燒箱體相同，上部與燃燒箱體底部連通，底部貼近地面，風(fēng)機(jī)位于箱體的一端，箱體的另一端敞開，其余兩個(gè)面采用厚度為8mm的石英隔熱板封閉。該實(shí)驗(yàn)裝置用于研究風(fēng)位于火源底部時(shí)，在受限空間內(nèi)部火災(zāi)發(fā)生和發(fā)生規(guī)律及羽流蔓延規(guī)律，可為發(fā)展相關(guān)滅火方法及控制措施提供理論支撐。
【專利說明】模擬底部橫向風(fēng)對(duì)火焰結(jié)構(gòu)流場特性影響機(jī)理的實(shí)驗(yàn)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于安全工程測試【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及災(zāi)害燃燒的實(shí)驗(yàn)測試裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]在火災(zāi)過程中，外界風(fēng)對(duì)火災(zāi)的發(fā)生和發(fā)展通常起決定性作用。一方面，風(fēng)將給燃燒區(qū)提供大量的新鮮空氣，促使燃燒更加猛烈，并可能使著火區(qū)迅速擴(kuò)大；另一方面，風(fēng)可能使熄滅的灰燼出現(xiàn)死灰復(fù)燃的情況，造成二次燃燒，增大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。
[0003]目前實(shí)驗(yàn)室用于測定風(fēng)對(duì)火災(zāi)燃燒影響的裝置主要是風(fēng)洞。如:(陶常法，王喜世，張笑男.變風(fēng)向通風(fēng)對(duì)池火火焰長度的影響[J].燃燒科學(xué)與技術(shù)，2013，19(3):261-267.)中介紹了一種測試變風(fēng)向通風(fēng)對(duì)池火火焰長度影響的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)裝置，該類裝置在測定時(shí)火源完全位于整個(gè)風(fēng)洞內(nèi)部，風(fēng)洞內(nèi)風(fēng)向可調(diào)，整個(gè)斷面風(fēng)速均勻，可測定風(fēng)垂直于火焰時(shí)不同條件下燃燒狀況及流場特性。此類裝置不能測定風(fēng)位于火源底部時(shí)，風(fēng)場上部火源燃燒及煙氣羽流變化情況。然而在實(shí)際情況下，如:疾馳的汽車，當(dāng)其發(fā)動(dòng)機(jī)艙或內(nèi)部著火時(shí)，底部存在由車頭向車尾方向的風(fēng)，在受到車尾擋板及底部障礙物的干擾時(shí)，隨著風(fēng)速流場的擴(kuò)大，底部風(fēng)將對(duì)上部燃燒產(chǎn)生影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種模擬底部橫向風(fēng)對(duì)火焰結(jié)構(gòu)及流場特性影響機(jī)理的實(shí)驗(yàn)裝置，包括燃燒箱體、風(fēng)洞系統(tǒng)及測控系統(tǒng)，所述的燃燒箱體底部為敞開結(jié)構(gòu)，每隔1cm設(shè)置一根中空不銹鋼管，其中一個(gè)側(cè)面為觀察窗，與觀察窗相對(duì)應(yīng)的壁面中部為操作口，所述風(fēng)洞系統(tǒng)位于燃燒箱體底部，包括箱體、風(fēng)機(jī)及整流裝置，箱體長度、寬度和高度均與燃燃燒箱體相同，上部與燃燒箱體底部連通，底部貼近地面，風(fēng)機(jī)位于箱體的一端，箱體的另一端敞開，其余兩個(gè)面采用厚度為8mm的石英隔熱板封閉，所述整流裝置位于箱體內(nèi)部，高度與箱體相同，由風(fēng)機(jī)出來的風(fēng)場經(jīng)過整流裝置后，可使風(fēng)場更加均勻；所述測控系統(tǒng)包括風(fēng)速測試裝置、攝像機(jī)及電子天平(10)，所述風(fēng)速測試裝置及電子天平通過數(shù)據(jù)線連接至主控計(jì)算機(jī)。
[0005]進(jìn)一步的，所述觀察窗采用厚度為5mm的防火玻璃制作。
[0006]進(jìn)一步的，所述操作口，可自由取下或安裝上，為防止煙氣泄漏，實(shí)驗(yàn)中可采用耐高溫錫紙膠將周邊密封。
[0007]進(jìn)一步的，所述整流裝置為蜂窩芯整流網(wǎng)，網(wǎng)孔直徑為2_。
[0008]進(jìn)一步的，所述風(fēng)速測試裝置包括27個(gè)風(fēng)速探頭，呈陣列均勻布置于火源處，所述攝像機(jī)與火源上表面在一水平面，電子天平位于火源下方，用于實(shí)時(shí)記錄燃料質(zhì)量變化。
[0009]進(jìn)一步的，火源和電子天平放置于燃燒箱體遠(yuǎn)離風(fēng)機(jī)的一端，風(fēng)速測試裝置對(duì)應(yīng)設(shè)置于火源油池上部每隔0.1m處。
[0010]進(jìn)一步的,所述燃燒箱體底部中空不銹鋼管中部放置厚度為2mm,寬度為0.1m的石英隔熱板，電子天平放置與石英隔熱板上。
[0011]進(jìn)一步的，所述風(fēng)洞系統(tǒng)(11)及燃燒箱體(4)遠(yuǎn)離風(fēng)機(jī)的一端墊高30°。
[0012]本發(fā)明的模擬底部橫向風(fēng)對(duì)火焰結(jié)構(gòu)及流場特性影響機(jī)理的實(shí)驗(yàn)裝置用于研究風(fēng)位于火源底部時(shí)，在受限空間內(nèi)部火災(zāi)發(fā)生和發(fā)生規(guī)律及羽流蔓延規(guī)律，可為發(fā)展相關(guān)滅火方法及控制措施提供理論支撐。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的模擬底部橫向風(fēng)對(duì)火焰結(jié)構(gòu)及流場特性影響機(jī)理的實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是該實(shí)驗(yàn)裝置的側(cè)視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0015]實(shí)施例1
如圖1和2所示，本發(fā)明的模擬底部橫向風(fēng)對(duì)火焰結(jié)構(gòu)及流場特性影響機(jī)理的實(shí)驗(yàn)裝置，包括燃燒箱體4、風(fēng)洞系統(tǒng)11及測控系統(tǒng)12 ;所述的燃燒箱體4尺寸為5mX0.5mX0.5m,底部為敞開結(jié)構(gòu)，每隔1cm設(shè)置一根長度為5m、直徑為2cm,厚度為Imm的中空不銹鋼管3，為便于實(shí)驗(yàn)中觀察火焰結(jié)構(gòu)及煙氣羽流流場特性，其中一個(gè)側(cè)面為觀察窗15，采用厚度為5mm的防火玻璃制作，與觀察窗15相對(duì)應(yīng)的壁面中部為操作口 7，操作口7尺寸為0.5mX lm，左右兩端距離燃燒箱體4左右兩端的尺寸均為2m，采用厚度為8mm的石英隔熱板制作，可自由取下或安裝上，為防止煙氣泄漏，實(shí)驗(yàn)中可采用耐高溫錫紙膠將周邊密封，燃燒箱體4其他表面采用厚度為8_的石英隔熱板制作；風(fēng)洞系統(tǒng)11位于燃燒箱體4底部，包括箱體13、風(fēng)機(jī)I及整流裝置5，箱體長度、寬度和高度均與燃燒箱體4相同，上部與燃燒箱體4底部連通，底部貼近地面，風(fēng)機(jī)I位于箱體13的一端，箱體13的另一端敞開，其余兩個(gè)面采用厚度為8_的石英隔熱板封閉，整流裝置5位于箱體13內(nèi)部，長度為
0.lm，高度與箱體13相同，其面向風(fēng)機(jī)I的一端與風(fēng)機(jī)I距離為0.2m，為蜂窩芯整流網(wǎng)，網(wǎng)孔直徑為2_，由風(fēng)機(jī)I出來的風(fēng)場2經(jīng)過整流裝置5后，可使風(fēng)場更加均勻；所述測控系統(tǒng)12包括風(fēng)速測試裝置8、攝像機(jī)14及電子天平10，風(fēng)速測試裝置8包括27個(gè)風(fēng)速探頭，呈陣列均勻布置于火源9處，橫縱間距均為0.1m,攝像機(jī)14與火源9上表面在一水平面，電子天平10位于火源下方，用于實(shí)時(shí)記錄燃料質(zhì)量變化，風(fēng)速測試裝置8及電子天平10通過數(shù)據(jù)線連接至主控計(jì)算機(jī)；
實(shí)驗(yàn)時(shí)，火源9燃料采用煤油，油池6直徑為20cm，高度為5cm，將10ml煤油倒入油池6中，將油池6通過操作口 7，放置于電子天平10上，將電子天平10放置于燃燒箱體4中部不銹鋼管3上；在油池6上部每隔0.1m處布置一個(gè)3行3列的風(fēng)速探頭，關(guān)閉操作口 7，用錫紙膠將操作口周圍密封；將攝像機(jī)14放置于與火焰同一水平面的位置；開啟攝像機(jī)14、調(diào)節(jié)好焦距，開啟電子天平、去皮，打開風(fēng)速測試裝置8控制裝置電源，點(diǎn)火，開啟風(fēng)機(jī)，風(fēng)速為lOm/s，在此過程中，風(fēng)速測試裝置8獲得的模擬信號(hào)經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換輸入到測控系統(tǒng)的主控計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和計(jì)算處理；當(dāng)煤油燃盡后，關(guān)閉主控計(jì)算機(jī)電源，待燃燒箱體4冷卻后關(guān)閉風(fēng)機(jī)；本實(shí)施例可模擬火源位于燃燒箱體中部時(shí)，底部風(fēng)對(duì)其火焰結(jié)構(gòu)、羽流流場特性的影響規(guī)律。
[0016]實(shí)施例2
本實(shí)施例中，將火源9和電子天平10放置于燃燒箱體4遠(yuǎn)離風(fēng)機(jī)的一端，風(fēng)速測試裝置8對(duì)應(yīng)設(shè)置于火源9油池6上部每隔0.1m處，其他設(shè)置與實(shí)施例1相同；本實(shí)施例可模擬火源位于遠(yuǎn)離風(fēng)機(jī)的一側(cè)、壁面處時(shí)，底部風(fēng)對(duì)上部火焰結(jié)構(gòu)、羽流流場特性的影響規(guī)律。
[0017]實(shí)施例3
本實(shí)施例中，在燃燒箱體4底部中空不銹鋼管3中部放置厚度為2_，寬度為0.1m的石英隔熱板，電子天平10放置與石英隔熱板上，其他設(shè)置與實(shí)施例1相同；本實(shí)施例可模擬風(fēng)洞系統(tǒng)11與燃燒箱體4之間存在阻擋物時(shí)，底部風(fēng)對(duì)上部火焰結(jié)構(gòu)、羽流流場特性的影響規(guī)律。
[0018]實(shí)施例4
本實(shí)施例中，風(fēng)洞系統(tǒng)11及燃燒箱體4遠(yuǎn)離風(fēng)機(jī)的一端墊高30°，其他設(shè)置與實(shí)施例1相同；本實(shí)施例可模擬存在一定角度時(shí)，底部風(fēng)對(duì)上部火焰結(jié)構(gòu)、羽流流場特性的影響規(guī)律。
【權(quán)利要求】
1.一種模擬底部橫向風(fēng)對(duì)火焰結(jié)構(gòu)及流場特性影響機(jī)理的實(shí)驗(yàn)裝置，包括燃燒箱體(4)、風(fēng)洞系統(tǒng)(11)及測控系統(tǒng)(12)，其特征在于:所述的燃燒箱體(4)底部為敞開結(jié)構(gòu)，每隔1cm設(shè)置一根中空不銹鋼管(3)，其中一個(gè)側(cè)面為觀察窗(15)，與觀察窗(15)相對(duì)應(yīng)的壁面中部為操作口(7)，所述風(fēng)洞系統(tǒng)(11)位于燃燒箱體(4)底部，包括箱體(13)、風(fēng)機(jī)(I)及整流裝置(5 )，箱體(13 )長度、寬度和高度均與燃燃燒箱體(4)相同，上部與燃燒箱體(4)底部連通，底部貼近地面，風(fēng)機(jī)(I)位于箱體(13)的一端，箱體(13)的另一端敞開，其余兩個(gè)面采用厚度為8_的石英隔熱板封閉，所述整流裝置(5)位于箱體(13)內(nèi)部，高度與箱體(13)相同，由風(fēng)機(jī)(I)出來的風(fēng)場(2)經(jīng)過整流裝置(5)后，可使風(fēng)場更加均勻；所述測控系統(tǒng)(12)包括風(fēng)速測試裝置(8)、攝像機(jī)(14)及電子天平(10)，所述風(fēng)速測試裝置(8)及電子天平(10)通過數(shù)據(jù)線連接至主控計(jì)算機(jī)。
2.如權(quán)利要求1所述的模擬底部橫向風(fēng)對(duì)火焰結(jié)構(gòu)及流場特性影響機(jī)理的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述觀察窗(15)采用厚度為5mm的防火玻璃制作。
3.如權(quán)利要求1所述的模擬底部橫向風(fēng)對(duì)火焰結(jié)構(gòu)及流場特性影響機(jī)理的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述操作口(7)，可自由取下或安裝上，為防止煙氣泄漏，實(shí)驗(yàn)中可采用耐高溫錫紙膠將周邊密封。
4.如權(quán)利要求1所述的模擬底部橫向風(fēng)對(duì)火焰結(jié)構(gòu)及流場特性影響機(jī)理的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述整流裝置(5)為蜂窩芯整流網(wǎng)，網(wǎng)孔直徑為2_。
5.如權(quán)利要求1所述的模擬底部橫向風(fēng)對(duì)火焰結(jié)構(gòu)及流場特性影響機(jī)理的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述風(fēng)速測試裝置(8)包括27個(gè)風(fēng)速探頭，呈陣列均勻布置于火源(9)處，所述攝像機(jī)(14)與火源(9)上表面在一水平面，電子天平(10)位于火源下方，用于實(shí)時(shí)記錄燃料質(zhì)量變化。
6.如權(quán)利要求1所述的模擬底部橫向風(fēng)對(duì)火焰結(jié)構(gòu)及流場特性影響機(jī)理的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:火源(9)和電子天平(10)放置于燃燒箱體(4)遠(yuǎn)離風(fēng)機(jī)的一端，風(fēng)速測試裝置(8)對(duì)應(yīng)設(shè)置于火源(9)油池(6)上部每隔0.1m處。
7.如權(quán)利要求1所述的模擬底部橫向風(fēng)對(duì)火焰結(jié)構(gòu)及流場特性影響機(jī)理的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述燃燒箱體(4)底部中空不銹鋼管(3)中部放置厚度為2_，寬度為0.1m的石英隔熱板，電子天平(10)放置與石英隔熱板上。
8.如權(quán)利要求1所述的模擬底部橫向風(fēng)對(duì)火焰結(jié)構(gòu)及流場特性影響機(jī)理的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述風(fēng)洞系統(tǒng)(11)及燃燒箱體(4)遠(yuǎn)離風(fēng)機(jī)的一端墊高30°。
【文檔編號(hào)】G01M9/00GK104165749SQ201410435915
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月29日
【發(fā)明者】黃冬梅, 王信群 申請人:中國計(jì)量學(xué)院