[实用新型]一种用于研究隧道车辆火灾的实验模拟装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种实验模拟装置，尤其涉及一种用于研究隧道车辆火灾的实验模拟装置。

背景技术

随着世界经济的发展，基础设施不断完善，道路资源的人均占有率逐渐提高，山岭隧道、城市隧道和水底隧道相继出现，机动车的人均占有量也日益提高，与此同时，车祸发生率和事故死亡率也逐年上升。如果车辆在隧道内发生火灾，由于隧道空间近似于封闭，极易造成群死群伤的灾难性后果。由于车辆火灾规模通常较大，在一定条件下可能会引燃相邻车厢或车辆并造成火灾规模迅速增大。

目前，国内外学者对车辆火灾的研究大都采用城市燃气、浸有汽油的木垛或者油盆火来模拟车辆燃烧过程。Lee等人在一条长13.7m、横截面积为0.27m²的小尺寸试验台上对抑制隧道车辆火灾烟气逆流的临界纵向通风风速进行了研究，中国科学技术大学胡隆华等人通过小尺寸和全尺寸隧道实验研究，测量了隧道车辆火灾烟气温度场和不同纵向风风速下烟气蔓延的热物理特性。然而先前的研究内容很少考虑车厢对火焰卷吸空气的阻碍作用，也未曾考虑燃料液面的变化对火焰发展特性的干扰，显然与实际的车辆火灾场景有较大出入。相关的研究已经表明火源功率与燃料燃烧速率有较为密切的关系，而燃烧速率的大小取决于火焰对燃料的热反馈，热反馈包括对流、辐射和热传导三个部分，其中辐射因素占70%，因此，为揭示火源功率的表现机理，测量火焰对燃料液面的热辐射是很有必要的。

另外，全尺寸车辆耗材大，样式多，火灾实验不易开展；CFD模拟的精确性和有效性与实际情况有较大出入。

实用新型内容

    本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于研究隧道车辆火灾的实验模拟装置，通过模拟隧道车辆火灾的现场情景来进行小尺寸研究，与实际隧道车辆火灾场景相似性高，实验装置和耗材可重复使用，耗费低，实验过程安全性强，可以模拟多种位置的火灾情况，数据测量科学合理，准确可靠，对该领域的研究具有重大进步意义。 

    为了实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是：一种用于研究隧道车辆火灾的实验模拟装置，包括供油装置、车辆模型以及测定装置。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述供油装置包括支撑架、设置在支撑架顶部的燃料供应槽、设置在支撑架中间位置并通过管道Ⅰ与所述燃料供应槽相连通的液面恒定槽、与液面恒定槽相邻的溢流槽、设置在溢流槽下方并通过管道Ⅱ与溢流槽底部相连通的积液槽Ⅰ、通过管道Ⅲ与所述液面恒定槽相连通的油盆以及通过三通阀与管道Ⅲ相连的积液槽Ⅲ。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述支撑架为六面体形框架，支撑架相对的两个侧面上焊接有用于放置液面恒定槽和溢流槽的横梁，支撑架顶面和底面焊接有稳固杆。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述管道Ⅰ的两端分别安装在燃料供应槽和液面恒定槽的侧壁底部或底板上，所述管道Ⅲ的两端分别安装在液面恒定槽和油盆的底板上，管道Ⅲ与油盆的连接处用金属丝网填充，所述管道Ⅰ、管道Ⅱ和管道Ⅲ上均安装有流速控制阀。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述液面恒定槽与溢流槽相邻侧壁的上缘开设有溢流缺口，所述液面恒定槽和油盆的底板位于同一水平面。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述车辆模型包括车厢主体、活动设置在车厢主体顶部的两个活动罩以及两块用于支撑所述油盆的支撑板，所述车厢主体由四块侧板围合而成，所述的两块支撑板之间留出空隙，所述活动罩的顶部与所述油盆内燃料液面高度保持平齐。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述测定装置包括燃烧速率测量系统和热辐射测量系统。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述燃烧速率测量系统包括设置在所述支撑架底部的电子天平和与电子天平通过电信号连接的数据处理装置。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述热辐射测量系统包括嵌插在所述油盆底板上的套管、与套管螺纹连接的水冷式辐射探头以及与水冷式辐射探头通过电信号连接的数据处理装置。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述套管和水冷式辐射探头的顶端均高出所述油盆内的燃料液面。