[實用新型]具有頂部開口的受限空間火災實驗模擬裝置

有效

• 申請號: 201820475490.4
• 申請日: 2018-04-04
• 公開（公告）號: CN208706130U
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 陳瀟;陸守香;丁智偉
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G09B25/00
• 分類號: G09B25/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;顧煒

本實用新型公開了一種具有頂部開口的受限空間火災實驗模擬裝置，設置腔室是由腔室支撐架支撐的可拆卸結構，分設為下層腔室和上層腔室，下層腔室為封閉腔，上層腔室為頂部開口腔，上層腔室設置為透明的玻璃側壁，在腔室在一側設置為可開啟的腔室門；在上層腔室底部中央設置燃料盤；在腔室上方設置排煙系統；在腔室外部設置攝像機以記錄煙氣流動過程。本實用新型直接采用池火作為火源，能夠模擬真實火災環境下頂部開口處氣體產生的壓力；借助于煙氣流場顯示單元可以完整地模擬頂部開口處的煙氣流動狀態及流動形式，并能通過玻璃側壁清晰地監測到整個實驗過程和現象；燃料盤與天平分別置于實驗裝置的上層腔室和下層腔室，測量數據準確可靠。

技術領域

本實用新型涉及火災安全技術領域，更具體地說是涉及一種具有頂部開口的受限空間火災實驗模擬裝置，用于對頂部開口的受限空間內煙氣流動的研究。

背景技術

近年來隨著經濟全球化的迅猛發展，低成本的海上貿易表現突出，直接推動著航運業的發展。機艙作為船舶運行的動力源，由于其處在機械設備的集中地，且具有可燃物多，燃油儲備量大，傳熱性強等特點，因此其存在著較高的火災風險性。

通常根據火災發生的場所不同，火災可以分為開放空間火災和受限空間火災。頂部水平開口的艙室作為一種典型的受限空間，常用于模擬船舶機艙或是上下相連的艙室。這類艙室不具備門窗等豎直開口，僅能通過頂部開口與外界環境聯通。發生火災時，艙室頂部開口的通風和排煙效果有限，熱煙氣無法通過水平開口順利及時排出，甚至在火源的卷吸作用下向下流動，形成回流。結果導致艙室內的熱量不易散發，溫度急劇上升，加劇火焰燃燒和傳播。艙室內的高溫及毒性給人員逃生和撲救帶來了巨大難度，火災過程消耗的大量氧氣，無法從外界獲得補充，易使人員缺氧而窒息。

由于頂部開口的受限空間的建筑結構及功能的特殊性，使得以往建筑中的理論模型無法直接應用于頂部開口的受限空間。因此對頂部開口的受限空間內煙氣流動方面的研究，是火災科學和船舶消防工程中亟待了解的現象和規律。對于頂部開口的受限空間火災的研究，國內外一些研究人員開展了不同形式的實驗研究。Tan和Jaluria利用鹽水模擬實驗臺研究開口流動的方向性問題，并給出了雙向流與單向流之間的臨界壓力差，且壓力差隨著密度差的增大而增大。但是，鹽水實驗中在開口處附加的壓力差無法與真實池火燃燒情況產生的火焰膨脹產生的壓力相比，因此，對于真實池火環境下頂部開口處的氣體流動方式目前還不清楚。美國馬里蘭大學的Wakatsuki建立了邊長為40cm的立方體艙室來研究頂部中間開口的池火燃燒過程中的臨界氧氣濃度。但由于該實驗艙結構設計以及攝像機等條件的限制，無法對艙室開口處的煙氣流動過程及流動形式進行觀測。中國科學技術大學的黎昌海建立了1m×1m×0.75m的實驗艙進行頂部拐角開口對池火燃燒影響的研究，該實驗過程中將天平測量系統直接置于艙內，未考慮燃燒過程中艙內壓力的變化對于天平測量的影響，且此艙僅一面設置有觀察窗，視角造成的差異會導致實驗中對燃燒過程的觀測存在死角，不能真實客觀地記錄整個燃燒過程。

迄今為止，未有對頂部開口的受限空間內煙氣流動過程進行全面研究的實驗裝置。

實用新型內容

為了充分研究真實火災條件下頂部開口處的煙氣流動狀態、流動形式、流動過程以及流動過程對于腔室火行為的影響，本實用新型提供一種小尺寸的具有頂部開口的受限空間火災實驗模擬裝置。

本實用新型為解決技術問題采用如下技術方案：

本實用新型具有頂部開口的受限空間火災實驗模擬裝置，包括腔室、燃料供給系統、排煙系統，以及數據采集處理系統；

所述腔室是由腔室支撐架支撐的可拆卸結構，分設為下層腔室和上層腔室，所述下層腔室為封閉腔，所述上層腔室為頂部開口腔，所述上層腔室設置為透明的玻璃側壁，在所述腔室在一側設置為可開啟的腔室門；