[發明專利]一種可調節坡度的中尺度隧道流淌火災模擬裝置及其方法

在審

• 申請號: 201911103688.5
• 申請日: 2019-11-13
• 公開（公告）號: CN110689794A
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 李海航;葛健偉;馬雋湫;陳屹東;朱凱;王強;吳珂
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: G09B25/00
• 分類號: G09B25/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種可調節坡度的中尺度隧道流淌火災模擬裝置及其方法，包括隧道系統、流淌槽系統、變坡度系統、供油系統和數據采集系統。該模擬裝置主要針對隧道中燃料泄漏引發流淌火災事故，開展不同風速和不同坡度的隧道地面流淌火蔓延和燃燒實驗，研究隧道流淌火的蔓延距離，燃燒速率等參數變化，以獲得隧道流淌火的蔓延和燃燒規律。該模擬裝置克服了全尺寸模型中存在的實驗變量難以控制，實驗消耗大的缺點，以及微尺寸模型中存在的實驗效果不明顯，數據不充分的缺點，操作簡單，易于安裝和拆卸。

技術領域

本發明涉及一種模擬裝置，用于模擬隧道中流淌火災并觀測其燃燒速率和蔓延距離等，具體涉及一種可調節坡度的中尺度隧道流淌火災模擬裝置及其方法。

背景技術

隨著城市化進程的快速推進和經濟水平的不斷提高，公路隧道工程被大規模的建設和使用；另一方面，當前各行業對石油燃料的需求越來大，加上公路運輸的方式具有靈活性，運用油罐車運輸成品油的方法趨于常規化，這使得在運輸過程中發生泄漏事故的比例越來越大。油品在運輸中發生泄漏，同時泄漏的液體燃料會在重力的作用下隨著一定的坡度流淌，一旦液體燃料被點燃，將迅速引發大火且火勢會隨著坡度快速蔓延，從而影響到隧道中的其他物體，引發連鎖反應，造成嚴重的隧道火災事故。由于隧道流淌火災事故具有多發性和嚴重性，因此研究隧道流淌火災蔓延和燃燒特性的必要性不言而喻。但是，目前針對隧道中燃料泄漏引發流淌火的燃燒規律和后果測試裝置并沒有相關研究。

現有的模擬裝置中，存在一種用于模擬加油站流淌火事故的系統，其包括水泥槽、測溫單元、測熱流單元、燃油導入裝置等，可以模擬在加油站油品發生泄漏時或者在加油過程中加油槍發生跌落、拉斷事故導致油品泄漏發生流淌火事故，并采集到火災的相應數據。但是此模擬裝置只能應用于單一場景，無法應用于隧道場景下發生的流淌火災。

鑒于以上原因，本發明提供一種可調節坡度的中尺度隧道流淌火災模擬裝置及其方法，用于研究隧道流淌火災的蔓延和燃燒特性。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術中存在的問題提供一種可調節坡度的中尺度隧道流淌火災模擬裝置，通過對隧道系統、流淌槽系統、變坡度系統、供油系統和數據采集系統的合理布置，針對隧道中發生的流淌火災事故，通過本裝置來研究隧道流淌火的蔓延距離，燃燒速率，蔓延速率、溫度和輻射分布等問題，從而能夠建立隧道流淌火災事故的后果預測模型，來達到為隧道流淌火災事故應急處置提供依據的目的。

本發明方案包括：

一種可調節坡度的中尺度隧道流淌火災模擬裝置，其包括隧道系統、流淌系統、變坡度系統、供油系統和數據采集系統。

所述的模擬裝置，其中，隧道系統包括隧道框架、可視窗口和點火口；其中，隧道框架采用鋁合金材料制作，長4m，寬1m，高1.2m；隧道框架的壁面采用白鐵皮制作，為防止高溫影響鐵皮狀態，在隧道內側鐵皮表面鋪上一層厚度為3cm的防火棉；可視窗口材料為防爆鋼化玻璃，長2.2m，高1m，安裝在隧道一側，用于觀測燃燒時的火焰狀態；點火口位于隧道一側，長30cm，寬30cm，用于點火作業，實驗時，點火口用錫箔紙封實；支撐腳位于隧道系統的四個角，高40cm，用于支撐起隧道系統。

所述的模擬裝置，其中，流淌系統包括V型溢油槽、流淌槽和冷卻水槽，三種槽均采用不銹鋼材料制作并焊接在一起；V型溢油槽位于流淌槽和冷卻水槽前端，上端寬度為1m，下端是一個圓形接口，焊接了一根不銹鋼管，直徑為1cm，便于和軟管連接，使油自下而上的從V型溢油槽流出；流淌槽在溢油槽后方，長4m，寬1m，側壁高2cm，當燃料從V溢油槽流出時，直接進入流淌槽開始流淌；冷卻水槽在流淌槽的下方，長4m，寬1m，側壁高3cm，模擬隧道流淌火災時，冷卻水槽內充滿流動的冷卻水，其目的是為了防止流淌槽表面因高溫而產生變形。