[发明专利]一种综合管廊火灾实验平台系统与实验方法

说明书

本发明公开了一种综合管廊火灾实验平台系统与实验方法，综合管廊火灾模拟实验室内设置有可自由调节位置线性火源实验架、适用于管廊火灾的大功率火源量热系统；火焰高度测定和烟气层厚度测定装置设置在综合管廊火灾模拟实验室之外，用以对综合管廊燃烧舱区域进行高清录像，并对所录视频进行处理得到火焰高度与烟气层厚度随时间变化曲线；可自由调节位置线性火源实验架设置在综合管廊火灾模拟实验室之内，可实现水平方向和竖直方向的精准移动和定位。本发明可实现多种空间位置下综合管廊内部火灾的模拟实验，实时测量火源质量损失率、热释放速率、火源火焰高度、管廊内烟气层厚度等数据，为综合管廊的火灾科学研究打下基础。

技术领域

本发明涉及一种模拟火灾实验系统，具体涉及一种综合管廊火灾实验平台系统与实验方法，属于消防安全技术领域。

背景技术

城市综合管廊也称为共同沟，是建造于地下隧道空间，将多种市政管线集于一体的现代化、集约化城市基础设施，这种综合管廊包括了电力、电信、给排水、燃气等各类专业管线，特别是电缆和天然气管线仓容易发生火灾、燃气泄露等事故，因此存在较大的火灾安全隐患。

目前国内对综合管廊火灾规律的研究及其防控技术的相关研究较少，相对于其他地下空间，管廊横截面较小，且被分成若干个舱室，不利于灭火救援的开展，因此，火灾的防范至关重要。目前的火灾报警装置多是在电力舱内顶部安装传感器，并连接至控制中心，其对于火灾的监测并不准确且反应缓慢，误报警频发或是在火灾较大范围蔓延后控制中心才能收到火灾警报，错过了火灾抢救的最佳时机；且根据综合管廊电缆舱的电缆排布，火源有可能发生在管廊横截面的各个位置，但是现有技术缺乏综合性的模拟实验仪器，针对综合管廊内大功率火源的热释放速率，现有公开的量热方法与设备很难满足管廊火灾量热的要求。中国专利文献CN201510957424.1公开了一种基于氧耗原理的锥形量热仪，但是公开的烟气的收集方式难以满足狭长型大功率火源产生的烟气，会造成烟气的溢散，严重影响量热系统的精度。

发明内容

为了克服现有技术存在的各种不足，本发明提供一种综合管廊火灾实验平台系统与实验方法，可以得到综合管廊内火焰高度和烟气层厚度随时间变化曲线，并可以将线性火源设置在综合管廊的任意各个位置，并能精确得到任意时刻火源的质量损失率与热释放速率，为综合管廊的火灾预防工作提供理论基础。

为实现上述发明目的，本发明提供一种综合管廊火灾实验平台系统，包括综合管廊火灾模拟实验室、火焰高度测定和烟气层高度测定装置、可自由调节位置的线性火源实验架以及适用于管廊火灾的大功率火源量热系统；

综合管廊火灾模拟实验室包括首层燃烧舱和二层气体收集分析舱，上下两层舱室通过位于一端的竖向烟井连通；二层气体收集分析舱包括依次设置的整流区、质量流量测定区、气体采样区和风机安装区，风机安装区内设置的风机将首层燃烧层产生的烟气通过一端的竖向烟井依次抽至整流区、质量流量测定区、气体采样区；

空气样品采样面和线性火源实验架设置在首层燃烧舱内，空气样品采样面设置在线性火源实验架的上方；线性火源实验架包括水平调节模块、水平移动定位模块、竖向移动定位模块和连接件，水平调节模块用于调节实验架的水平度，水平移动定位模块用于调节试验架的宽度，竖向移动定位模块用于调节实验架的垂直高度，连接件用于连接多组实验架以调节实验架的长度；

火焰高度测定和烟气层高度测定装置包括高清摄像机和计算机图像处理系统，高清摄像机设置在实验室外并正对火源部位进行摄像，并将拍摄的录像发送至计算机图像处理系统进行图片处理，得到随时间变化的火焰高度曲线和烟气层厚度曲线；

大功率火源量热系统包括设置在质量流量测定区中的双向气体压力探针以及设置在气体采样区中的烟气样品采样面。