[发明专利]一种模拟变坡度地下火蔓延的实验装置及测试方法

权利要求书

1.一种模拟变坡度地下火蔓延的实验装置，其特征在于，包括红外热像仪、称重台、电脑、本体底座和燃烧炉，所述红外热像仪、所述称重台均与所述电脑电性连接，所述本体底座和所述燃烧炉均放置于所述称重台的顶部，所述红外热像仪朝向所述燃烧炉收集数据，所述本体底座的一端设置有铰链，所述燃烧炉的一端与所述铰链连接，所述燃烧炉的底部铰接有坡度调节杆，所述坡度调节杆远离所述燃烧炉的一端设置有横杆，所述本体底座设置有多个供所述横杆放入的卡槽，所述燃烧炉内设有燃烧槽，所述燃烧槽内设置有加热棒、中间挡板和热电偶阵列，所述热电偶阵列与所述电脑电性连接，所述燃烧炉设有供所述中间挡板插入的限位槽。

2.根据权利要求1所述的模拟变坡度地下火蔓延的实验装置，其特征在于，所述燃烧炉远离所述铰链的一侧设有与所述燃烧槽连通的开口，所述开口设置有活动挡门。

3.根据权利要求2所述的模拟变坡度地下火蔓延的实验装置，其特征在于，所述活动挡门的顶部设置有提把。

4.根据权利要求1所述的模拟变坡度地下火蔓延的实验装置，其特征在于，所述卡槽设有五处，所述横杆分别插入五处所述卡槽将所述燃烧炉的坡度分别调节至15°、30°、45°、60°、75°。

5.根据权利要求1所述的模拟变坡度地下火蔓延的实验装置，其特征在于，所述限位槽设有均匀间隔的四处。

6.根据权利要求1所述的模拟变坡度地下火蔓延的实验装置，其特征在于，还包括机械臂，所述机械臂与所述红外热像仪连接，所述机械臂与所述电脑电性连接。

7.一种测试方法，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的模拟变坡度地下火蔓延的实验装置，还包括以下步骤，

将腐殖质加入燃烧槽内通过加热棒加热点燃，利用电脑通过二维插值算法建立地下火阴燃前峰的等温图谱并解析二维阴燃结构，同时利用红外热像仪实时记录腐殖质表面温度，计算表面对流和辐射热损失，通过热电偶数据插值计算得到炭层厚度和长度，由此可分析炭氧化自加速所需炭层的厚度及长度，

采用粒子图像测速PIV技术测量瞬时流场，用激光器光束垂直照射于坡面流场，在激光切面垂直方向用PIV专用CCD相机连续摄取两次或多次曝光的粒子图像，利用图像互相关算法分析所拍摄的PIV图像，获得每一小区域中粒子图像的平均位移，由此确定该流场切面上整个区域的二维流场分布，进而分析不同坡度下浮力效应对气体流动规律的影响，再结合斜坡面温度场，可分析不同坡度角下受浮力影响的腐殖质表面对流、辐射热损失，即腐殖质-环境界面热量输运机制，最后对PIV测量的二维流场图进行分析处理，用以识别腐殖质地下火向地表明火转变的流速突变情况。