坡度可调隧道火灾风洞实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种坡度可调隧道火灾风洞实验装置，包括风量调节器、风量再分布面板、风洞隧道、排烟烟道、坡度调节器和小车移动装置；所述的风量调节器通过风量再分布面板与风洞隧道的前端相连，排烟烟道与风洞隧道的后端相连，风洞隧道的中部的底面通过螺栓固定在坡度调节器上，小车移动装置与风洞隧道和坡度调节器连接在一起。本发明专利技术能调节风洞隧道的坡度和控制着火小车的移动速度和位置，对不同的火灾规模和场景进行模拟，适用范围广，而且装置结构简单，操作灵活方便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种火灾实验装置，特别涉及一种坡度可调隧道火灾风洞实验 装置。
技术介绍
为了最大程度的减少人员伤亡、车辆损废和火灾对隧道结构的破坏，需 要研究隧道内火灾条件下的烟气运动规律。在研究隧道内火灾烟气运动规律 的方法中，有隧道火灾模拟实验、数值模拟和理论分析三大类。隧道内的火 灾烟气运动规律非常复杂、影响因素也较多，目前完全通过数值模拟和理论 推导来研究隧道烟气的运动规律还有一定的困难。因此，通过实验手段—— 隧道火灾模拟实验来探询隧道烟气的运动规律就显得十分必要。目前，针对隧道火灾进行的模拟实验研究主要有三种方式(l)盐水实验 模拟；(2)大尺寸及全尺寸实验研究；(3)小尺寸模型实验研究。盐水实验模拟一种是用湍浮盐水在清水中的运动和扩散来模拟受限空间 火灾烟气在空气中的蔓延和热量传递的研究方法，其特点是不同介质的模拟。 早在1963年Thomas就用盐水模拟技术来显示顶棚和侧壁的排烟口向大房间 里排烟的效果，Tangren等人也于1978年运用该方法在1/5模型里研究带有 走廊或窗口的房间火灾所产生的热烟气层密度和位置。之后，有许多研究者 利用盐水实验模拟方法来研究密闭复合腔内火灾诱发的烟气流动、二维重力 流的流动性质，受限空间烟羽流准稳态结构和蔓延规律、顶棚射流和顶棚下 分层流的发生发展过程，侧室-走廊烟气和巻吸空气的运动规律，中庭类型建 筑物内的火灾烟气运动规律和地下建筑的火灾烟气运动。这些实验结果都对 研究火灾烟气运动规律提供了很大帮助。但是盐水实验模拟方法也存在着以 下一些缺点在盐水实验中忽略了壁面传热以及燃烧时的化学反应，实验模拟的烟气层温度较实体燃烧实验偏低。该方法的基本理论还不够完善，定量 研究的误差较大。开展大尺寸尤其是全尺寸的相关试验来对己有的小尺寸试验和数值模拟 的结果进行验证和修正非常重要，国外在这方面做了大量的工作。美国、曰本等国利用废弃的隧道进行过一系列全尺寸实验，如1965年进行的Ofenegg 隧道火灾试验，1974-1975年奥地利在废弃的Zwerberg隧道中进行的火灾试 验，1976年，Heselden等人在废弃的格拉斯哥隧道内进行的试验，1990-1993 年，欧洲的EUREKA 499计划在挪威Repparflord隧道中进行的5次火灾试验， 1993-1995年，美国MTFVTP项目在西维吉尼亚Memorial公路隧道中进行的 92次火灾测验，2001年，日本在NewTomei高速公路Shimizu 3号隧道开展 的大断面公路隧道足尺寸火灾试验；2003年，欧洲UPTUN项目在挪威废弃 的两车道Runehamar隧道内进行的4次足尺寸火灾试验。我国开展该类试验研究较少，只有中国科学技术大学火灾科学国家重点 实验室在云南省昆明-石林高速公路阳宗隧道内进行了全尺寸火灾模拟试验。 西南交通大学杨其新教授等人则借助大比例火灾模型试验，研究了火灾时隧 道内温度随时间的变化，最高温度与通风风速、火灾规模等的关系。该模型 隧道采用钢筋混凝土管段连接而成，长100m，坡度2%，隧道内径1.8m，衬 砌壁厚15cm，近似秦岭特长公路隧道的断面形状。大尺寸及全尺寸试验对认识火灾特性，揭示变化规律，发挥着很重要的 作用。但是，由于隧道结构的特殊性及巨大的长宽比特征，建造全尺寸或者 大尺寸的试验平台是比较困难的，需要耗费大量的人力物力。另外，由于实 际火灾的复杂性和随机性，全尺寸火灾实验往往又是无法实现的。与此相对 应，以相似理论为依据建立的小尺寸模型试验具有真实再现火灾现象的特点， 在节约时间、缩短空间以及节省人力、物力、财力等方面具有独特的优越性， 因而在针对隧道火灾的研究方法中显得尤为重要而被广泛应用。早在1979年，Lee等人就在长13.7m、横截面积为0.27m2的小尺寸试验台上进行了临界纵向风速研究。之后Chaiken等人(1979年)、Vantelon等人 (1990年)、Kwack等人(1990年)、Xue等人(1993年)和Qka等人(1996年)相继建立了比例大小不一的小尺寸试验台进行了临界风速的研究。从目前的研究情况来看，这些小尺寸的隧道火灾模拟实验研究主要侧重于两个方面(l)隧 道内发生火灾时，为了抑制烟气逆流所需的最小临界纵向送风风速；(2)隧道 内发生火灾时，近火源区域的羽流特征。但是，对于隧道纵坡度对烟气流动的 影响和对临界纵向通风风速的影响，以及着火车辆位置和运行速度的不同对烟 气运动的影响研究还未涉及。这是由于目前的小尺寸隧道火灾模拟实验装置在 模拟隧道火灾时存在以下不足(l)隧道坡度无法作多角度调节，不能从实验 角度来测试坡度变化对烟气温度场的影响。(2 )着火车辆的位置及其运行速度 对隧道内温度场变化的影响很大，但实验装置内对着火车辆的位置和运行速度 无法控制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的隧道坡度无法作多角度调节和 实验装置内无法控制着火小车的位置和运行速度的缺陷，提供一种着火小车可 移动的坡度可调隧道火灾风洞实验装置。本专利技术可以通过以下技术方案予以实现一种坡度可调隧道火灾风洞实验 装置，包括风量调节器、风量再分布面板、风洞隧道、排烟烟道、坡度调节器和小车移动装置；所述的风量调节器通过风量再分布面板与风洞隧道的前端相连,排烟烟道与风洞隧道的后端相连，风洞隧道的中部的底面通过螺栓固定在坡 度调节器上，小车移动装置与风洞隧道和坡度调节器连接在一起。本专利技术所述的风量调节器包括前调节风门、后调节风门、进风通道、轴流 风机和排风通道，所述的前调节风门和后调节风门紧贴在一起，并通过进风通 道与轴流风机相连，轴流风机的另一端与排风通道相连，所述的前调节风门是一块开设有扇形进风口的调节板，且该板上安装有转动手柄，所述的后调节风门是一块开设有扇形出风口的调节板，风量调节器的调节风速为0~5m/s。本专利技术所述的风量再分布面板是一块开设有两个圆形风道的隔板，且该隔 板的外形与风洞隧道的截面形状相同，尺寸相近。本专利技术所述的风洞隧道内设有小车移动的导轨，其一壁上开有烟气浓度探 测孔，另一侧壁上开有烟气观察窗和风速探测孔，其顶部安装有测温热电偶， 风洞隧道的截面形状为长方形、圆形或与现实隧道截面形状相近的一种。本专利技术所述的坡度调节器包括钢架结构、风洞转动铰链、调节杆转动铰链、 坡度调节杆、棘齿条、底座和支承架，所述的坡度调节杆的-- 端通过调节杆转 动铰链固定在钢架结构上，另一端置于底座的棘齿条上，支承架的一端固定在 底座上，另一端通过风洞转动铰链接于钢架结构上，且坡度调节杆可使隧道坡度的调节范围为-6.7G 7.0G。本专利技术所述的小车移动装置包括前导向轮、后导向轮、小车、导轨、转 轮支架、手柄、转轮和牵引钢丝，所述的前导向轮和后导向轮分别固定在风 洞隧道的前后端，转轮和手柄相连并通过转轮支架固定在坡度调节器中的钢 架结构上，小车通过牵引钢丝与转轮相连。该小车上设有燃烧床和油盘，燃 料油盛放在油盘内，油盘置于燃烧床上。与现有技术相比较，本专利技术具有以下优点1、 本专利技术的实验装置结构简单，操作灵活方便，能够再现真实隧道火灾 场景下烟气的流动，辅以各种测试仪器和仪表，可以对烟气流动中的烟气温 度场、浓度场等烟气流动规律进行高精度测量；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种坡度可调隧道火灾风洞实验装置，其特征在于：包括风量调节器、风量再分布面板、风洞隧道、排烟烟道、坡度调节器和小车移动装置；所述的风量调节器通过风量再分布面板与风洞隧道的前端相连，排烟烟道与风洞隧道的后端相连，风洞隧道的中部的底面通过螺栓固定在坡度调节器上，小车移动装置与风洞隧道和坡度调节器连接在一起。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：龙新峰，李艳玲，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]