[发明专利]多点源池火燃烧模拟实验平台及实验方法

权利要求书

1.多点源池火燃烧模拟实验平台，其特征在于：包括实验台主体、若干燃烧器、工作台面、补液系统和控制系统，

所述实验台主体的上表面设有用于调节燃烧器间距的间距调节结构，所述燃烧器通过第一压力传感器设置在间距调节结构上；

所述补液系统包括支撑框架、补液容器及对补液容器进行升降的升降台结构，所述升降台结构固定在支撑框架上，补液容器底部通过第二压力传感器设置在升降台结构上；

每个所述燃烧器上设有补液管，每个补液管通过连接管路连通一补液容器，所述连接管路上设有电磁阀；

所述工作台面上设有与燃烧器位置配合的圆孔，所述圆孔的直径大于燃烧器的直径，与燃烧器间隙设置；所述工作台面固定在实验台主体的上表面；

所述控制系统信号连接第一压力传感器、第二压力传感器和电磁阀；

所述间距调节结构包括固定在所述实验台主体上表面的矩形边框、一对平行的滑轨、若干滑杆，一对平行的滑轨固定在矩形边框的两侧，所述滑杆的两端分别滑动连接在两个滑轨上，所述滑杆上滑动设置有若干滑块，每个滑块上设置有锁死装置；所述矩形边框的四周设置有刻度尺；

所述第一压力传感器通过垫片固定在滑块上，第一压力传感器上方安装有凹型的托盘碗，用以配合安装底部带凸起结构的托盘，同时托盘碗上边沿设置有销钉，用以穿过托盘底部的开孔，固定托盘；所述托盘上表面具有配合燃烧器尺寸的凹槽，用以配合放置燃烧器，每一种尺寸的燃烧器对应其相互配合的托盘；

多点源池火燃烧模拟实验平台还包括温度测量支架，所述温度测量支架包括由两个竖向方钢和一个横向方钢构成的倒U型框架，两个所述竖向方钢上分别设置若干圆孔，若干细钢丝横向穿过两个所述竖向方钢上对应的圆孔，细钢丝上固定热电偶，所述热电偶信号连接控制系统；所述实验台主体的上表面设置固定竖向方钢的底座。

2.根据权利要求1所述的多点源池火燃烧模拟实验平台，其特征在于：所述实验台主体为框架结构，包括上矩形支撑结构、升降腿、下矩形支撑结构，上矩形支撑结构的四个角通过四个升降腿连接下矩形支撑结构，所述下矩形支撑结构的底部安装万向轮。

3.根据权利要求1所述的多点源池火燃烧模拟实验平台，其特征在于：所述燃烧器为圆形油盘，油盘侧壁设置有L型的金属延长管路，通过连接软管与补液容器联通。

4.根据权利要求1所述的多点源池火燃烧模拟实验平台，其特征在于：所述支撑框架为两层的框架结构，用于分层的中间隔板固定所述升降台结构，上层空间容纳补液容器，下层设置与补液容器连通的集成架体管路，所述集成架体管路连通所述燃烧器的补液管。

5.根据权利要求1所述的多点源池火燃烧模拟实验平台，其特征在于：所述升降台结构包括升降台面、丝杠升降结构及支撑杆，所述丝杠升降结构为涡轮丝杠升降机或者螺旋丝杠升降机，所述升降台面的底部固定连接丝杠升降结构的顶部，所述丝杠升降结构的箱体与所述支撑框架固定连接；多个所述支撑杆纵向固定在支撑框架上，所述升降台面通过其上设置的通孔分别滑动设置在支撑杆上；所述补液容器通过补液容器托盘放置于第二压力传感器上，所述第二压力传感器固定在升降台面上。

6.根据权利要求1所述的多点源池火燃烧模拟实验平台，其特征在于：所述补液容器为罐体结构，其侧壁底部设置出液管路，出液管路上设置有开关。

7.基于权利要求1至6任一所述的多点源池火燃烧模拟实验平台的实验方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)确定火源数量及火源间距，调节间距调节结构的滑块的间距；

(2)将对应尺度的燃烧器和工作台面安装在实验装置上；

(3)设定燃烧器内的燃料初值M；

(4)控制系统控制电磁阀开启进行初始补液；

(5)当第一压力传感器监测到补液量达到初值M时，电磁阀不动作，点燃燃烧器内的燃料；

(6)采集第一压力传感器的实时记录数据，直至燃烧耗尽；

(7)估算各个火源的燃烧速率，找到最大燃烧速率；

(8)比较补液速率是否大于最大燃烧速率；

(9)如果补液速率小于最大燃烧速率，那么调高燃烧器与补液容器的高度差，将上述步骤再重复一遍，直至补液速率大于最大燃烧速率；

(10)如果补液速率大于最大燃烧速率，那么开始进行实验；

(11)实验过程中，电磁阀处于动作的状态；

(12)进行初始补液，达到初值M停止；

(13)点燃燃烧器内的燃料；

(14)通过第一压力传感器实时监测燃烧器内燃料的质量，一旦燃烧器内的燃料少于初值M，电磁阀开启，然后补液容器内的燃料通过管路对燃烧器进行实时补液，一旦燃烧器内的燃料等于初值M，电磁阀关闭，如此循环往复，达到液面稳定，在此过程中，第二压力传感器实时记录补液容器内燃料的质量变化情况，从而计算燃烧速率；

(15)在上述实时补液过程中，热电偶、粒子图像测速系统、辐射热流计、摄像机布置在实验平台的周围，以开展温度测量实验、流场测量实验、辐射热流密度测量实验、火焰融并实验，对实验过程的各项参数进行数据采集；

(16)在记录数据达到数据采集的要求后，电磁阀不动作；

(17)等待燃烧器内的燃料烧尽；

(18)实验结束。