一种带联络通道的双洞隧道多运动体火灾缩尺寸实验系统技术方案

本发明专利技术公开了一种带联络通道的双洞隧道多运动体火灾缩尺寸实验系统，包括隧道主体，设置于隧道主体上的压力测试系统、温度测试系统、烟气分析系统和活塞风速测试系统，列车模型以及设置于列车模型中的燃烧器，所述隧道主体和列车模型由多段缩尺寸模型实验标准段拼装组成，列车模型车头和车尾与分别与列车模型运动主动系统和列车模型运动从动系统通过链条连接，列车模型底部设有列车运动定位轮，所述列车运动定位轮位于轨道内。所述实验系统为两套平行设置，两个隧道主体标准段之间依靠联络通道相互连接。该系统通过调整隧道主体标准段的数量来调节模型隧道的长度。本实验系统为平行设置的两套，适用于研究双洞地铁或铁路隧道多运动体火灾特性、烟气扩散特性及活塞风规律。

An experimental system for fire reduction of multiple tunnels in a double tunnel with contact passage

The present invention discloses a contact channel tunnel in multi robot fire scale experimental system, including the main tunnel, pressure test system, temperature measurement system and flue gas analysis system and the test system is arranged in the piston wind tunnel on the main body, and a burner in the train train model in the model, the main tunnel and train model is composed of a plurality of scaled model experiment standard segment assembled, the front and rear of the train model and train model respectively with active motion system and train movement model driven system connected by chains, train model with bottom train positioning wheel, the positioning wheel is located inside the orbit of train movement. The experimental system is composed of two parallel sets, and each of the two tunnel body standard sections is connected with each other by contact channels. The system adjusts the length of the model tunnel by adjusting the number of standard sections of the tunnel main body. The experiment system is two sets in parallel, which is suitable for studying the fire characteristics, smoke diffusion characteristics and piston wind law of multi hole subway or railway tunnel.

【技术实现步骤摘要】
一种带联络通道的双洞隧道多运动体火灾缩尺寸实验系统
本专利技术涉及长大地铁隧道多运动体火灾缩尺寸实验系统，特别涉及一种带联络通道的双洞隧道多运动体火灾缩尺寸实验系统。
技术介绍
近年来，随着我国高铁地铁等技术的日渐成熟，在建及新投入使用的隧道规模也逐年增加，据统计，隧道火灾频率约为2次/108·车·千米，长大隧道一旦发生火灾造成的影响及对人员隧道结构安全的威胁是巨大的。地铁隧道通常采用双洞双线设计，地铁运行两个方向各占用一个隧道洞，而两条隧道之间会有多条联络通道，当其中一条地铁隧道发生事故，乘客就可以通过联络通道及时逃到另一条隧道中去。联络通道也可以用于隧道内工程维修、紧急避险及排水。列车发生火灾时往往处于高速行驶状态，当隧道较长时，发生火灾后，列车往往迅速行驶至联络通道附近进行疏散。从高速行驶到逐渐减速停车的动态过程，隧道内的活塞风会随着列车运动状态的变化而变化。而活塞风会驱使隧道内烟气的流向。在列车停车前，隧道内的烟气一直处于列车的后方，当列车制动停车后，车尾的烟气在活塞风的驱使下，会继续运动，蔓延整列列车。而且，具有联络通道的地铁隧道与单洞单线地铁隧道不同，隧道内的活塞风风速、风向还受另外一侧隧道内的地铁列车运行情况影响。此外，当一侧发生火灾后，火灾产生的烟气还会影响到非火灾侧隧道的安全运营。所以，带有中间联络通道的双地铁隧道多运动体火灾特性是一个非常值得研究的课题。现有的隧道火灾缩尺寸实验系统大都只适用于研究单洞地铁或铁路隧道列车停止状态的火灾特性研究，不能反映列车从发生火灾到减速停车的动态过程，更不能用于研究另一侧隧道对火灾侧隧道内烟气扩散的影响。这种实验装置一般包括缩尺寸隧道模型，列车模型，燃烧器，通风系统，均流格栅，测温系统，风速测试系统及数据采集系统等几部分。可见，目前的隧道火灾模拟实验系统只能进行火源静止火源火灾模拟实验，不能模拟火源运动状态下的火灾特性。迫切需要建立能够用于运动体火灾燃烧特性和烟气扩散特性的实验系统。此外，这种实验系统，不能用来研究带有联络通道的双洞地铁隧道多运动体的火灾特性及烟气流动特性。而且如何将实验系统设计模块化，从而在一个实验系统上模拟研究不同长度的地铁隧道火灾情形也是一个亟待解决的问题。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种带联络通道的双洞隧道多运动体火灾缩尺寸实验系统，克服现有技术中实验系统只能进行火源静止火源火灾模拟实验，并且不能用来研究带有联络通道的双洞地铁隧道多运动体的火灾特性及烟气流动特性的问题。本专利技术采用的技术方案是：一种带联络通道的双洞隧道多运动体火灾缩尺寸实验系统，包括两套平行设置的隧道单元，每个隧道单元包括隧道主体，设置于隧道主体上的压力测试系统、温度测试系统、烟气分析系统和活塞风速测试系统，列车模型以及设置于列车模型中的燃烧器，所述隧道主体和列车模型由多段缩尺寸模型实验标准段拼装组成，列车模型车头和车尾与分别与列车模型运动主动系统和列车模型运动从动系统通过链条连接，列车模型底部设有列车运动定位轮，所述列车运动定位轮位于轨道内。两个隧道单元之间依靠联络通道相互连接。所述隧道主体包括耐高温隧道主体标准段、耐高温火焰观察窗、传动链条托辊支架、传动链条托辊，所述标准段之间采用法兰连接，连接好的隧道主体放置在隧道主体支架上。所述列车模型前后分别设置有车头前的链条拉紧器和车尾链条拉紧器，链条的端头利用钢圈与链条拉紧器连接。列车模型顶部设置有燃烧器槽位和燃烧器盖板，位于列车模型的车头，车尾和车中位置。所述燃烧器包括燃烧盘，燃烧盘的尺寸与列车模型的燃烧器槽位的尺寸对应，燃烧盘内分隔成多个小格。列车运动定位轮焊接在模型列车的车底，列车运动定位轮位于轨道内，轨道呈“C”字型，限定了列车运动定位轮只能在轨道槽内，轨道采用模块化设计，轨道之间采用分段拼接的方式的连接，轨道前段和后端设置成“子母扣”的形式，逐段插接，轨道主体与隧道主体之间通过螺孔固定。所述列车模型运动主动系统包括速度控制电机、齿轮盘、与隧道主体连接的法兰盘，速度控制电机与齿轮盘利用联轴器连接，速度控制电机通过联轴器将动力传递给齿轮盘，齿轮盘转动再带动链条运动，链条牵引模型列车按照指定运动规律进行运动。所述列车模型运动从动系统包括齿轮盘和与隧道主体连接的法兰盘，从动系统、主动系统、链条、列车模型一起形成一个闭环连接。所述隧道耐高温火焰观察窗外，设置有两至多台高清数码摄像机。所述联络通道个数为一至多个，按照隧道主体每3～5米间距设置。本专利技术的有益效果是：本专利技术提出一种新的带有中间联络通道的双洞地铁或铁路隧道多运动体火灾缩尺寸实验系统。该系统通过调整隧道主体标准段的数量来调节模型隧道的长度。本实验系统为平行设置的两套，适用于研究双洞地铁或铁路隧道多运动体火灾特性、烟气扩散特性及活塞风规律。本专利技术为多运动体隧道火灾的实验研究提供平台支撑，同时也为地铁或铁路隧道防灾减灾提供解决方案，具有良好的社会效益。本专利技术对于研究非稳态运动体火灾特性、地铁或铁路隧道防灾减灾具有重要意义。附图说明图1地铁隧道运动体火灾实验系统图；图2隧道主体拼装示意图；图3列车模型及轨道图；图3(a)是列车模型拼装示意图，图3(b)是稳定轮与轨道相对位置关系图；图3(c)是轨道俯视图；图4链条拉紧器与链条连接示意图；图5模型隧道断面及模型列车断面图；图5(a)是左侧隧道主体法连连接处断面图；图5(b)是联络通道处隧道主体断面图；图5(c)是右侧隧道主体法兰连接处断面图；图6燃烧盘侧视图及俯视图；图6(a)是燃烧盘侧视图，图6(b)是燃烧盘俯视图；图7列车运动主动系统侧视图；图7(a)是列车运动主动系统沿隧道方向的侧视图，图7(b)是列车运动主动系统垂直于隧道方向的侧视图；图8列车运动从动系统侧视图；图8(a)是列车运动从动系统垂直于隧道方向的侧视图，图8(b)是列车运动从动系统沿隧道方向的侧视图；图9高速摄像机布置位置图；其中：1.隧道主体；2.压力测试系统；3.温度测试系统；4.烟气分析系统；5.活塞风速测试系统；6.列车模型运动主动系统；7.列车模型运动从动系统；8.链条；9.列车模型；10.传动链条拉紧器；11.列车运动定位轮；12.链条托辊；13.燃烧器；14.速度控制电机；15.排烟风机；16.行程开关；17.隧道主体支架；18.轨道；19.联络通道；20.高清数码摄像机。具体实施方式以下结合附图对本专利技术作进一步详细说明。如图1所示，双洞地铁隧道多运动体火灾实验系统包括隧道主体1、压力测试系统2、温度测试系统3、烟气分析系统4、活塞风速测试系统5、列车模型运动主动系统6、列车模型运动从动系统7、链条传动系统8、列车模型9、传动链条拉紧器10、列车定位轮11、链条托辊12、燃烧器13、速度控制电机14、排烟风机15、行程开关16、隧道主体支架17，联络通道19。如图2所示，隧道主体有多段缩尺寸模型实验标准段拼装组成，包括耐高温隧道主体标准段1-1、耐高温火焰观察窗1-2、传动链条托辊支架12-1、传动链条托辊12-2。标准段之间采用法兰连接，连接好的隧道主体放置在隧道主体支架17上。实验系统为两套平行设置，隧道主体标准段之间依靠联络通道19相互连接。如图3所示，实验列车模型也采用标准段拼接组合的方式连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带联络通道的双洞隧道多运动体火灾缩尺寸实验系统，其特征在于，包括两套平行设置的隧道单元，每个隧道单元包括隧道主体(1)，设置于隧道主体(1)上的压力测试系统(2)、温度测试系统(3)、烟气分析系统(4)和活塞风速测试系统(5)，列车模型(9)以及设置于列车模型(9)中的燃烧器(13)，所述隧道主体(1)和列车模型(9)由多段缩尺寸模型实验标准段拼装组成，列车模型(9)车头和车尾与分别与列车模型运动主动系统(6)和列车模型运动从动系统(7)通过链条(8)连接，列车模型(9)底部设有列车运动定位轮(11)，所述列车运动定位轮(11)位于轨道(18)内；所述两个隧道单元之间通过联络通道(19)相互连接。

【技术特征摘要】
1.一种带联络通道的双洞隧道多运动体火灾缩尺寸实验系统，其特征在于，包括两套平行设置的隧道单元，每个隧道单元包括隧道主体(1)，设置于隧道主体(1)上的压力测试系统(2)、温度测试系统(3)、烟气分析系统(4)和活塞风速测试系统(5)，列车模型(9)以及设置于列车模型(9)中的燃烧器(13)，所述隧道主体(1)和列车模型(9)由多段缩尺寸模型实验标准段拼装组成，列车模型(9)车头和车尾与分别与列车模型运动主动系统(6)和列车模型运动从动系统(7)通过链条(8)连接，列车模型(9)底部设有列车运动定位轮(11)，所述列车运动定位轮(11)位于轨道(18)内；所述两个隧道单元之间通过联络通道(19)相互连接。2.根据权利要求1所述带联络通道的双洞隧道多运动体火灾缩尺寸实验系统，其特征在于，所述隧道主体(1)包括耐高温隧道主体标准段(1-1)、耐高温火焰观察窗(1-2)、传动链条托辊支架(12-1)、传动链条托辊(12-2)，所述标准段之间采用法兰连接，连接好的隧道主体放置在隧道主体支架(17)上。3.根据权利要求1所述带联络通道的双洞隧道多运动体火灾缩尺寸实验系统，其特征在于，所述列车模型(9)前后分别设置有车头前的链条拉紧器(10-1)和车尾链条拉紧器(10-2)，链条(8)的端头利用钢圈与链条拉紧器(10-1、10-2)连接。4.根据权利要求1所述带联络通道的双洞隧道多运动体火灾缩尺寸实验系统，其特征在于，列车模型(9)顶部设置有燃烧器槽位(13-1)和燃烧器盖板(13-2)，位于列车模型(9)的车头，车尾和车中位置。5.根据权利要求4所述带联络通道的双洞隧道多运动体火灾缩尺寸实验系统，其特征在于，所述燃烧器(13)包括燃烧盘，燃烧盘的尺寸与列车...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱春光，张欢，刘敏章，郑万冬，崔桐，由世俊，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12