[發明專利]一種模擬不同傾斜角度的船舶甲板池火行為的實驗裝置

在審

• 申請號: 201911346103.2
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN110853451A
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發明（設計）人: 陳瀟;丁智偉;陸守香
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G09B9/00
• 分類號: G09B9/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 鄧治平

本發明公開了一種模擬不同傾斜角度的船舶甲板池火行為的實驗裝置，尤其涉及海上風浪或碰撞事故等外界條件導致船舶傾斜時甲板發生火災的情況。包括可變角度傾斜支撐系統、火源系統以及配套數據采集系統，可對不同傾斜角度情況下船舶甲板的火災場景進行模擬。本發明通過轉軸結構來調節裝置的傾斜角度，整體結構簡單可靠且易操作。在前人基礎上克服了全尺寸實驗代價高昂和數值模擬工具不夠精確的特點，又保證了實驗的可重復性，對于開展實驗室科學研究和實際傾斜條件下船舶甲板火災的預防以及火災發生后的撲救具有較大的應用價值和指導意義。

技術領域

本發明涉及火災安全技術領域，具體涉及一種模擬不同傾斜角度的船舶甲板池火行為的實驗裝置，用于模擬研究不同傾斜角度情況下的船舶甲板池火行為。

背景技術

船舶在海上航行過程中不可避免地會遇到大風浪的惡劣天氣或者觸礁狀況，導致船體會發生橫傾或縱傾的狀況。如果在這種傾斜狀態下船舶甲板發生火災，則會與船舶靜止狀態下的甲板池火火災行為不盡相同。

關于開放環境下油池保持水平狀態的油池火，不論是燃料燃燒特性或是火焰形態特性，前人都已做了大量的深入研究。對于燃燒特性，研究多是關于燃料的燃燒速率，火焰的軸向溫、輻射與卷吸特性；至于火焰形態特性，研究多是關于火焰高度以及火焰脈動特性。陶常法研究了油盤內不同厚度燃料的燃燒速率，發現燃燒速率隨著燃料厚度的增加呈現先增大后減小的趨勢。Hamins研究了池火火焰對于燃料表面的熱反饋機制，并發現不同尺寸油盤的熱反饋主導因素不同。周魁斌基于火焰形態特性提出了一種用于預測火焰輻射的模型。

然而，船舶在海上航行過程中不可避免會存在船體傾斜的情況，但對于傾斜狀態下甲板油池火，前人卻鮮有研究。以往的實驗數據不能全面解釋并分析傾斜狀態下油池火行為，且全尺寸的火災實驗不易開展，需要調動大量的人力、物力和財力。因此，開展滿足相似性理論的小尺度實驗研究，能更好地模擬不同傾斜角度的船舶甲板池火行為。同時，小尺度實驗具有易操控性、良好的可再現性以及測量結果的可信度高等優點。

發明內容

本發明的目的是提供一種模擬不同傾斜角度的船舶甲板池火行為的實驗裝置，為了能夠在實驗室尺度下充分研究油池火在不同傾斜角度情況下的火行為。

本發明采取以下技術方案：

一種模擬不同傾斜角度的船舶甲板池火行為實驗裝置，包括可變角度傾斜支撐系統、火源系統以及配套數據采集系統；其中：

所述可變角度傾斜支撐系統，包括底部支撐架，轉軸結構以及模擬甲板，其中：所述轉軸結構用于改變模擬甲板的傾斜角度；所述模擬甲板上具有陣列型開孔，以及配備有用于固定模擬甲板上放置油盤的限位器。

所述火源系統，包括油盤，以及放置于油盤內的液體燃料。

所述數據采集系統，包括放置在可變角度傾斜支撐系統下方的稱重天平，以及放置在一側的攝像機，其中：所述稱重天平用于實時記錄燃燒過程中油盤內的燃料質量變化；所述攝像機用于實時記錄模擬甲板傾斜情況下的池火行為。

其中，所述底板支撐架主體為一塊矩形鋼板。

其中，所述轉軸結構可以進行縱向變換角度，最大調節角度可達30°，精度為0.1°。

其中，所述模擬甲板為鋼板，板上具有陣列型開孔，并配備有用于固定模擬甲板上放置油盤的限位器。

其中，所述油盤形狀可變，且油盤壁面高度可調節。

其中，所述液體燃料種類可更換，如航空煤油、柴油、庚烷、酒精等燃料。

本發明的優點和積極效果為：

1、本發明通過轉軸結構來改變模擬甲板的傾斜角度，結構簡單可靠。

2、本發明在模擬甲板上陣列開孔，并配備限位器，用于固定不同形狀、不同大小的油盤。