[發明專利]一種研究有限空間火災特性實驗系統

在審

• 申請號: 201811274311.1
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN109254109A
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 陳兵;時訓先;陸守香;張世奇;黎昌海
• 申請（專利權）人: 陳兵;時訓先;陸守香;張世奇;黎昌海
• 主分類號: G01N31/12
• 分類號: G01N31/12
• 代理公司: 北京紐樂康知識產權代理事務所(普通合伙) 11210
• 代理人: 田磊

本發明公開了一種研究有限空間火災特性實驗系統，包括模型艙、燃料控制系統和測量系統，所述的模型艙內設有燃料控制系統和測量系統，所述模型艙的頂棚拐角處設有水平開口，所述的模型艙用于模擬頂部具有開口的船艙；所述的燃料控制系統用于提供燃料、維持燃料的液面高度并實時測量燃料池內液位高度；所述測量系統包括燃料質量變化測量模塊、氣體濃度測量模塊、溫度測量模塊和煙氣動力測量模塊，所述測量系統可測量艙室內火災特性參數。本發明可通過改變開口的尺寸和位置，全面的測量有限空間內火災特性參數及煙氣流動，對于研究有限空間火災特性具有重要意義。

技術領域

本發明涉及火災動力學及火災探測技術領域，具體來說，涉及一種研究有限空間火災特性實驗系統。

背景技術

火災是威脅公共安全的主要災害之一，通常伴隨巨大的生命與財產損失。其中有限空間內火災（指發生在建筑設施內發展和蔓延受到壁面限制的火災）最常見，也最危險。因為有限空間內火災易引發回燃、轟燃等二次災害，同時高溫、高毒害性煙氣環境使有限空間內人員難以逃生。建筑設施為了實現不同的功能或因其所處環境需設計不同的開口條件。對于地下室、船舶、地鐵等設施，開口在建筑物的頂部，其通風和排煙效果有限，一旦發生火災，室內熱量不易散發，溫度急劇上升，火災危險性較大。學者們開展了大量頂部開口艙室內火災特性的研究。如Jansson研究了密閉艙室頂棚中央水平開口的環境下的木垛火行為，測量了燃料的質量損失速率、艙室上部的氣體溫度及艙室下部O₂和CO₂的濃度。Mercer和Thompson通過上下設置兩個傾斜軟管連接地艙室開展了鹽水實驗，模擬研究開口處氣體在浮力驅動下的流動規律。然而前人利用鹽水模擬艙室內煙氣的運動，缺乏真實火災場景下的直觀認識，且頂部水平開口尺寸以及位置變化對艙室內火災發展過程的影響也鮮有研究。因此，為了更好地研究頂部開口的位置和大小對于有限空間火災的影響，全面模擬研究有限空間內火災特性參數及煙氣流動規律，本發明提出船舶有限空間火災的模型實驗系統，該系統對于研究其處于特殊環境下的火災特性具有重要意義。

發明內容

針對相關技術中的上述技術問題，本發明提出一種研究有限空間火災特性實驗系統，能夠克服現有技術的上述不足。

為實現上述技術目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種研究有限空間火災特性實驗系統，包括模型艙、燃料控制系統和測量系統，所述的模型艙內設有燃料控制系統和測量系統，所述模型艙的頂棚拐角處設有水平開口，所述的模型艙用于模擬頂部具有開口的船艙；所述的燃料控制系統用于提供燃料、維持燃料的液面高度并實時測量燃料池內液位高度；所述測量系統包括燃料質量變化測量模塊、氣體濃度測量模塊、溫度測量模塊和煙氣動力測量模塊，所述測量系統可測量艙室內火災特性參數。

進一步的，所述模型艙為長方體結構，且其前壁面為5mm厚鋼化玻璃，其余壁面均為5mm厚鐵板。

進一步的，所述的燃料控制系統包括置于模型艙底部中央的圓形油池，所述的圓形油池連接U型管的一端。

進一步的，所述的燃料質量變化測量模塊包括電子天平，所述電子天平設在所述圓形油池上，所述的電子天平的底部設有托盤。

進一步的，所述的托盤通過絲桿連接有步進馬達。

進一步的，所述模型艙內設有光學攝像機。

進一步的，所述氣體濃度測量模塊包括氣體濃度分析儀，所述的氣體濃度分析儀設在所述模型艙內。

進一步的，所述的溫度測量模塊包括熱電偶束一、熱電偶束二和熱電偶束三，所述的熱電偶束一、熱電偶束二和熱電偶束三均設在所述模型艙內。

進一步的，所述的煙氣動力測量模塊是兩個正交片光源激光器，所述光源激光器發射出的紅色激光的激光面平行于所述頂部開口，且激光面與頂部開口所在平面的距離為3mm，所述光源激光器發射出的綠色激光的激光面垂直通過頂部開口中央，且與紅色激光面垂直。