一种地下综合管廊电力舱室火灾实验装置制造方法及图纸

一种地下综合管廊电力舱室火灾实验装置，其温度数据采集系统由密集、空间布置的热电偶树组成，可以实时采集火灾时管廊内纵向温度分布、横向温度分布等非均匀温度场，详细反映管廊内非均匀温度场分布，建立了火灾时管廊内“温度‑空间‑时间”的多维定量关系，最终能真实、有效的模拟综合管廊内电线电缆火灾；此外，通过电线电缆支架的横杆和框架竖杆的配合使用，可以实现灵活调整电线电缆距地高度范围，同时可以实现多层电缆的布置方式，可调整每层电线电缆的间距范围等以开展电线电缆火灾实验。

【技术实现步骤摘要】
一种地下综合管廊电力舱室火灾实验装置
本专利技术涉及一种地下综合管廊电力舱室火灾实验装置，属于科研仪器或实验教学领域，用于电力舱室火灾条件下综合管廊内烟气流动规律及温度场分布研究，为地下综合管廊内火灾防控及防排烟技术提供理论指导，主要用于火灾科学研究及消防教学。
技术介绍
城市市政公用管线是城市赖以正常运行的生命线，目前传统的市政公用管线各自为政，管线的增容扩容造成了严重的“拉链路”现象，也导致管线事故频发，极大地影响了城市的安全运行。因此，新的管线铺设方式已成为提高管线建设水平、保障市政管线安全运行的重要研究内容。然而地下综合管廊集中布置各种管线，大大增加了火灾发生的几率，尤其是电力舱室。电力舱室中电线、电缆数量众多，密集铺设在电缆沟中，一旦一根电缆因短路、过热等原因引发燃烧，会快速引燃周围电缆，造成重大火灾事故。火灾发生后，产生的热烟气会在浮力流的作用下撞击顶棚并纵向蔓延，而热烟气的温度及流动规律决定了喷淋系统、探测系统及报警系统的动作时间；同时热烟气和火焰体的热作用都将加热衬砌结构，可能导致衬砌混凝土发生爆裂现象，裸露的钢筋力学性能大幅度下降，继而可能造成整体或局部失稳坍塌。因此，电力舱室火灾时地下综合管廊内烟气流动规律及温度场分布研究已成为城市地下防灾减灾工程与灾害管理的关键科学问题。目前，国内用于地下综合管廊火灾测试的实验装置仅能实现较为单一的实验工况，并不能改变电线电缆的布置方式，也不能改变管廊的结构形式，更没有完善的温度数据采集系统，因此现有实验装置不能真实、有效的模拟综合管廊内电线电缆火灾，更不能详细反映管廊内非均匀温度场分布规律。例如，如图1所示，已知的CN106228886A一种基于城市地下综合管廊的火灾实验装置，设置的综合管廊模型分为左侧管廊1和右侧管廊2；在左侧管廊的地面上通过管道支架15设置有给水管道3；在左侧管廊两侧通过绝缘支架14分别设置有强电线缆5及弱电线缆4；在左侧管廊顶部安装有摄像机7和照明灯8；在所述左侧管廊的底部设有排水沟13；在右侧管廊地面上通过管道支架设置有燃气管道6；在右侧管廊顶部安装有摄像机和照明灯；在右侧管廊的底部设有排水沟；火灾实验装置包括：横向通风控制系统、模拟火源系统、火灾探测系统、细水雾灭火系统和水喷淋系统；本专利技术能模拟城市地下综合管廊火灾实验，从而能对地下综合管廊排烟控制优化、通电电缆火蔓延、火灾探测、灭火提供科学参考意义。但是，上述实验装置能开展的管廊内电线电缆火灾实验，仅能实现较为单一的实验工况，并不能改变电线电缆的布置方式，如电线电缆层的间距、电缆层距地距离；且实验装置仅能在两端开敞的单一结构形式下开展实验，并不能在封闭条件下开展实验，更不能改变综合管廊的倾斜角度；再者，仅能监测电缆上方温度以报火警，没有完善的温度测试系统，并不能实时监测火灾时管廊内温度分布，如纵向温度分布、横向温度分布等，不能获取电线电缆火灾时管廊内“温度—时间—空间”的定量关系，使得实验仪器的应用受到极大的限制，因此该实验装置不能真实、有效的模拟综合管廊内电线电缆火灾，更不能详细反映管廊内非均匀温度场分布。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述不足，本专利技术提供一种地下综合管廊电力舱室火灾实验装置，不仅可以实时监测电线电缆火灾蔓延趋势、烟气流动规律及温度场分布，特别是可以获取电线电缆火灾时地下综合管廊内非均匀温度场与时间-空间的定量关系，获取更加完善的温度场数据及烟气流动规律，还可以改变电线电缆的布置方式和管廊的结构形式，提供更加广泛的实验环境，最终能真实、有效的模拟综合管廊内电线电缆火灾。本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是：主要由管廊模型、贯穿放置于管廊模型内的电线电缆支架和数据采集系统三部分组成，所述的数据采集系统包括温度采集系统、数据采集仪和计算机，温度采集系统由多组热电偶树构成，沿管廊模型纵向方向布置热电偶树记录纵向烟气温度分布，同时沿管廊模型顶板及侧板布置多组热电偶树记录不同横截面温度分布，还在电线电缆层上方沿纵向布置热电偶树记录电线电缆上方火焰温度；图像采集系统的所有摄像仪直接连接计算机，而温度采集系统的所有热电偶树都连接到数据采集仪后实时接入计算机。目前，现有技术可以实现隧道或管廊中电线电缆火灾实验，但其电线电缆只能布置在特定位置，如中国矿业大学杜长宝硕士论文《地下综合管廊电缆火灾温度场分布及烟气流动特性分析》中电线电缆布置在电力舱室的底部。然而，电线电缆的布置方式，如距地高度、布置层数、层间距离，均对其火灾蔓延规律及温度场分布具有较大影响，因此本专利技术增设了可调式电线电缆支架。同时，目前现有技术大多关注隧道或管廊内纵向温度分布，认为纵向温度决定了隧道或管廊的结构稳定性，如Gong(Theoreticalandexperimentalstudyonlongitudinalsmoketemperaturedistributionintunnelfire)、Hu(Anexperimentalinvestigationandcorrelationonbuoyantgastemperaturebelowceilinginasloppingtunnelfir)等。然而，火灾温度场的不均匀性分布，可能造成整个平衡体系的重新调整，可能造成更加严重的火灾后果。例如，中南大学陈长坤教授曾利用ISO9705标准火灾实验系统，研究发现火灾条件下，钢构件在长向上存在着很大的温差，而构件的挠度变化也并不对称，构件更易发生局部屈服而失效。因此火灾时，管廊内横向温度分布也需要进行充分的研究，以获取“温度—时间—空间”的定量关系。综上所述，目前现有技术不能真实、有效的模拟综合管廊内电线电缆火灾，更不能详细反映管廊内非均匀温度场分布。而本专利技术的一种地下综合管廊电力舱室火灾实验装置，其温度数据采集系统由密集、空间布置的热电偶树组成，可以实时采集火灾时管廊内纵向温度分布、横向温度分布等非均匀温度场，详细反映管廊内非均匀温度场分布，建立了火灾时管廊内“温度-空间-时间”的多维定量关系，从而获取了更加完善的温度场数据及烟气流动规律，真实、有效地模拟了综合管廊内电线电缆火灾。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是现有地下综合管廊的火灾实验装置的结构示意图。图2是本专利技术实验装置实施例的结构示意图。图3是图2中温度数据采集系统的布局图。图4是图3中各作用的热电偶树在管廊横截面内的布局图，其中，空心圆形为横截面热电偶，空心方形表示的是纵向热电偶，实体圆形是烟气沉降热电偶，实体方形表示电线电缆层热电偶。图5是图2中电线电缆支架框架的结构示意图。图6是图5中横杆的结构示意图。图7是图2中角度调控机构的原理图。在图2-7中：1、管廊主体模型，2、电线电缆支架框架，3、温度采集系统，4、隔板预留孔，5、防火隔板，6、液压支腿，7、电线电缆，8、单相电机，9、液压泵，10、电磁换向阀，11、溢流阀，12、框架竖杆，13、支撑块，14、横杆，15、弹簧，16、手柄，17、计算机，18、行走轮，19、横杆端体，20、凹槽，21、滑槽，22、油缸。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地下综合管廊电力舱室火灾实验装置，主要由管廊模型、贯穿放置于管廊模型内的电线电缆支架和数据采集系统三部分组成，其特征是：所述的数据采集系统包括温度采集系统(3)、数据采集仪和计算机(17)，温度采集系统(3)由多组热电偶树构成，沿管廊模型纵向方向布置热电偶树记录纵向烟气温度分布，同时沿管廊模型顶板及侧板布置多组热电偶树记录不同横截面温度分布，还在电线电缆(7)层上方沿纵向布置热电偶树记录电线电缆(7)上方火焰温度；图像采集系统的所有摄像仪直接连接计算机(17)，而温度采集系统(3)的所有热电偶树都连接到数据采集仪后实时接入计算机(17)。

【技术特征摘要】
1.一种地下综合管廊电力舱室火灾实验装置，主要由管廊模型、贯穿放置于管廊模型内的电线电缆支架和数据采集系统三部分组成，其特征是：所述的数据采集系统包括温度采集系统(3)、数据采集仪和计算机(17)，温度采集系统(3)由多组热电偶树构成，沿管廊模型纵向方向布置热电偶树记录纵向烟气温度分布，同时沿管廊模型顶板及侧板布置多组热电偶树记录不同横截面温度分布，还在电线电缆(7)层上方沿纵向布置热电偶树记录电线电缆(7)上方火焰温度；图像采集系统的所有摄像仪直接连接计算机(17)，而温度采集系统(3)的所有热电偶树都连接到数据采集仪后实时接入计算机(17)。2.根据权利要求1所述的一种地下综合管廊电力舱室火灾实验装置，其特征是：沿管廊纵向方向布置的热电偶树记录纵向烟气温度分布，各热电偶的间距为0.5m；在管廊模型的垂直中心线处布置的多组热电偶树记录不同高度烟气层的温度，获取烟气层的沉降及流动速度，每组中各热电偶的间距为0.1m，每组热电偶树的间距为0.5m；沿管廊模型顶板和侧板布置的多组热电偶树记录不同横截面温度，每组中各热电偶的间距为0.1m，每组热电偶树的间距为0.5m；距电线电缆层3cm、沿电线电缆(7)铺设方向布置的热电偶树记录电线电缆(7)上方火焰温度，以判定电线电缆火灾蔓延速度，各热点偶树的间距为0.5m。3.根据权利要求1或2所述的一种地下综合管廊电力舱室火灾实验装置，其特征是：所述的电线电缆支架包括电线电缆支架框架(2)和横杆(14)，横杆(14)位于电线电缆支架框架(2)两侧相对的框架竖杆(12)之间，框架竖杆(12)在相向的一侧从上至下均匀分布多个呈倒三角形状的支撑块(13)，横杆(14)放置于平行相对的支撑块(13)之上。4.根据权利要求3所述的一种地下综合管廊电力舱室火灾实验装置，其特征是：所述的横杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：高云骥，朱国庆，赵永昌，高帅，周金炬，孙明哲，陶海军，潘荣亮，朱辉，安伟光，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32