[實用新型]一種可切換全橫向和半橫向排煙隧道運動體火災實驗系統

有效

• 申請號: 201720038569.6
• 申請日: 2017-01-12
• 公開（公告）號: CN206907327U
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 朱春光;張歡;劉敏章;鄭萬冬;崔桐;由世俊
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G09B25/00
• 分類號: G09B25/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 宋潔瑾

技術領域

本實用新型涉及長大地鐵隧道多運動體火災縮尺寸實驗系統，特別涉及一種可切換全橫向和半橫向排煙隧道運動體火災實驗系統。

背景技術

近年來，隨著我國高鐵地鐵等技術的日漸成熟，在建及新投入使用的隧道規模也逐年增加，據統計，隧道火災頻率約為2次/108·車·千米，長大隧道一旦發生火災造成的影響及對人員隧道結構安全的威脅是巨大的。隨著地鐵隧道的長大化，火災發生后列車往往會被迫減速直至停車，最后滯留在隧道內進行緊急疏散，這是由于以下三種情況造成的：1)火災發生時通常會切斷行車系統供電使列車失去動力；2)驅動電機故障也會使列車失去動力；3) 乘客啟動緊急制動系統或人為破壞致使列車迫停。列車發生火災時往往處于高速行駛狀態，從高速行駛到逐漸減速停車的動態過程，隧道內的活塞風會隨著列車運動狀態的變化而變化。而活塞風會驅使隧道內煙氣的流向。在列車停車前，隧道內的煙氣一直處于列車的后方，當列車制動停車后，車尾的煙氣在活塞風的驅使下，會繼續運動，蔓延整列列車。

長度大于4km的地鐵或鐵路隧道通常采用由橫向排煙模式或半橫向排煙模式。如圖10 所示，(a)為全橫向排煙模式，(b)和(c)為半橫向排煙模式。有別于縱向排煙模式(d)，橫向或半橫向排煙模式設置有單獨的風道。然而橫向排煙或半橫向排煙方案是否適用于隧道運動體火災是一個亟待解決的問題。因此有必要研究橫向或半橫向排煙模式下，列車發生火災后，減速停車整個動態過程的塞風規律、火災燃燒特性、煙氣蔓延特性、臨界抑制風速、熱釋放速率等相關機理。

現有的隧道火災縮尺寸實驗系統大都只適用于研究地鐵或鐵路隧道列車停止狀態的火災特性研究，不能反映列車從發生火災到減速停車的動態過程。此外，現有的縮尺寸實驗大都采用在隧道模型端部設置大型軸流風機，并利用送風均流格柵在隧道模型內組織均勻的縱向風速。這種實驗裝置一般包括縮尺寸隧道模型，列車模型，燃燒器，通風系統，均流格柵，測溫系統，風速測試系統及數據采集系統等幾部分。

可見，目前的隧道火災模擬實驗系統只能進行火源靜止火源火災模擬實驗，不能模擬火源運動狀態下的火災特性。迫切需要建立能夠用于運動體火災燃燒特性和煙氣擴散特性的實驗系統。此外，這種實驗系統只能模擬縱向排煙模式，不能用來研究全橫向或半橫向排煙模式下的火災特性及煙氣流動特性，更不能在全橫向排煙和半橫向排煙模式下自由切換。而且如何將實驗系統設計模塊化，從而在一個實驗系統上模擬研究不同長度的地鐵隧道火災情形也是一個亟待解決的問題。

實用新型內容

為了解決現有技術中存在的問題，本實用新型提供一種可切換全橫向和半橫向排煙隧道運動體火災實驗系統，克服現有技術中隧道火災模擬實驗系統只能進行火源靜止火源火災模擬實驗，并且不能用來研究全橫向或半橫向排煙模式下的火災特性及煙氣流動特性的問題。

本實用新型采用的技術方案是：一種可切換全橫向和半橫向排煙隧道運動體火災實驗系統，包括隧道主體，設置于隧道主體上的壓力測試系統、溫度測試系統、煙氣分析系統和活塞風速測試系統，列車模型以及設置于列車模型中的燃燒器，所述隧道主體和列車模型由多段縮尺寸模型實驗標準段拼裝組成，列車模型車頭和車尾與分別與列車模型運動主動系統和列車模型運動從動系統通過鏈條連接，列車模型底部設有列車運動定位輪，所述列車運動定位輪位于軌道內。隧道主體標準段設有排煙風機、排煙風閥排煙靜壓箱，相鄰模型隧道標準段上的排煙靜壓箱之間通過柔性連接風管連接，隧道主體標準段下方設有送風風機、送風風閥以及送風靜壓箱，相鄰送風靜壓箱之間通過柔性送風連接風管連接。

所述隧道主體包括耐高溫隧道主體標準段、耐高溫火焰觀察窗、傳動鏈條托輥支架、傳動鏈條托輥，所述標準段之間采用法蘭連接，連接好的隧道主體放置在隧道主體支架上。

所述列車模型前后分別設置有車頭前的鏈條拉緊器和車尾鏈條拉緊器，鏈條的端頭利用鋼圈與車頭前的鏈條拉緊器和車尾鏈條拉緊器連接。

列車模型頂部設置有燃燒器槽位和燃燒器蓋板，位于列車模型的車頭，車尾和車中位置。

所述燃燒器包括燃燒盤，燃燒盤的尺寸與列車模型的燃燒器槽位的尺寸對應，燃燒盤內分隔成多個小格。

列車運動定位輪焊接在模型列車的車底，列車運動定位輪位于軌道內，軌道呈“C”字型，限定了列車運動定位輪只能在軌道槽內，軌道采用模塊化設計，軌道之間采用分段拼接的方式的連接，軌道前段和后端設置成“子母扣”的形式，逐段插接，軌道主體與隧道主體之間通過螺孔固定。