本发明专利技术公开了一种材料点燃模拟实验装置。该材料点燃模拟实验装置包括用于放置样品的样品盒；用于对样品盒中的样品施加对流冷却环境的对流冷却系统；以及用于对样品盒中的样品辐射加热的辐射加热系统，对流冷却系统和辐射加热系统相互独立。该材料点燃模拟实验装置既可以单独开启辐射加热系统，还可以同时开启对流冷却系统和辐射加热系统，使样本的点燃模拟实验工况不拘于仅模拟辐射加热，即将对流冷却环境的模拟和辐射加热环境的模拟结合起来，从而模拟较为复杂的样本点燃环境，有利于样本点燃模拟实验的工况选择，便于深入揭示火蔓延燃料的燃烧特性。料的燃烧特性。料的燃烧特性。
【技术实现步骤摘要】
一种材料点燃模拟实验装置
[0001]本专利技术涉及材料点燃模拟实验
，尤其涉及一种材料点燃模拟实验装置。
技术介绍
[0002]森林火灾是世界八大自然灾害之一。森林火灾可以产生较大的热通量，且通常与风有关(天气导致的环境风和火焰导致的卷吸气流)。在火蔓延过程中存在对流加热、辐射加热和对流冷却三种主要的传热形式。
[0003]研究在施加不同程度辐射热通量和对流冷却下，固体可燃物的加热及引燃中的机制具有重要的理论与实际意义，不仅可以促进对火灾现象中的点燃特征参数、点燃现象、临界点燃参数和点燃规律的科学认识，丰富不同加热机制下的燃烧现象和燃烧理论，而且可将发展的理论用于丰富火蔓延物理模型中，可在未来的研究中心用于火灾预测预警和对火灾发展特性进行动态预测和危害性预警。
[0004]现有的辐射加热装置仅能提供辐射加热环境，无法模拟复杂的样品点燃环境，导致样本的点燃模拟实验的工况选择受到限制，对样本点燃模拟实验造成了不利影响，不利于对火蔓延燃料的燃烧特性进行深入研究。
[0005]因此，如何提供一种材料点燃模拟实验装置，以便于对火蔓延燃料的燃烧特性进行深入研究，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
[0006]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种材料点燃模拟实验装置，以深入揭示火蔓延燃料的点燃机制。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
[0008]一种材料点燃模拟实验装置，包括：
[0009]用于放置样品的样品盒；
[0010]用于对所述样品盒中的样品施加对流冷却环境的对流冷却系统；以及
[0011]用于对所述样品盒中的样品辐射加热的辐射加热系统，所述对流冷却系统和所述辐射加热系统相互独立。
[0012]优选地，在上述材料点燃模拟实验装置中，所述对流冷却系统包括风机、与所述风机电连接的变频器、设置于所述风机的出风口的整流结构、与所述整流结构连通的风道和设置于所述风道的内壁的水冷层，所述变频器能够调节所述风机的转速，以调节所述风机的出风口的风速，并且所述样品盒设置于所述风道的内部靠近所述水冷层的一侧。
[0013]优选地，在上述材料点燃模拟实验装置中，所述对流冷却系统还包括用于支撑所述风道的风洞支架和设置于所述风洞支架的底部的第一减震垫。
[0014]优选地，在上述材料点燃模拟实验装置中，所述辐射加热系统包括设置于所述风道远离所述水冷层的一侧的红外辐射加热器和能够调节所述红外辐射加热器的加热强度的红外加热控制柜。
[0015]优选地，在上述材料点燃模拟实验装置中，所述辐射加热系统还包括设置于所述样品盒与所述红外辐射加热器之间的水冷辐射屏蔽板，所述水冷辐射屏蔽板为抽拉式或直取式。
[0016]优选地，在上述材料点燃模拟实验装置中，所述辐射加热系统还包括设置于所述风道的两侧的观察窗和用于固定所述红外辐射加热器的加热固定带。
[0017]优选地，在上述材料点燃模拟实验装置中，所述红外辐射加热器包括两种辐射施加方式，分别为间歇型辐射施加方式和持续型辐射施加方式。
[0018]优选地，在上述材料点燃模拟实验装置中，所述样品盒为不锈钢壳体，并且所述样品盒的侧壁和底部均设置有陶瓷板或者防火棉。
[0019]优选地，在上述材料点燃模拟实验装置中，还包括用于采集所述样品的燃烧特性参数的实验测量系统，所述实验测量系统包括质量损失速率测量组件、红外热成像组件、DV摄像组件、风速测量组件、热电偶测温组件、热流测量组件和数据处理器；
[0020]所述质量损失速率测量组件包括电子天平和设置于所述电子天平上的支撑架，所述样品盒设置于所述支撑架上；
[0021]所述红外热成像组件包括高速红外摄像仪和红外摄像固定支架，所述红外摄像仪与所述数据处理器电连接，并且所述红外摄像固定支架能够支撑并调节所述高速红外摄像仪的高度和摄像角度；
[0022]所述DV摄像组件包括摄像机和DV固定支架，所述摄像机与所述数据处理器电连接，并且所述DV固定支架能够支撑并调节所述摄像机的高度和拍摄角度；
[0023]所述风速测量组件包括热线风速仪和水平位移支架，通过所述水平位移支架能够调整所述热线风速仪在水平方向的位置，所述热线风速仪与所述数据处理器电连接，并且所述水平位移支架能够水平移动；
[0024]热电偶测温组件包括设置于样本的表面或者内部的热电偶，所述热电偶与所述数据处理器电连接；
[0025]所述热流测量组件包括设置于所述样品盒的位置处的辐射热流计，所述辐射热流计与所述数据处理器电连接。
[0026]优选地，在上述材料点燃模拟实验装置中，所述质量损失速率测量组件还包括设置于所述电子天平与所述支撑架之间的第二减震垫。
[0027]使用本专利技术所提供的材料点燃模拟实验装置时，通过辐射加热系统对样本盒中的样品辐射加热，即对样本提供一个能够模拟辐射加热的环境，通过对流冷却系统对样本盒中的样品施加一个对流冷却环境。上述对流冷却系统和辐射加热系统相互独立，能够单独开启辐射加热系统，即单独模拟辐射加热环境，还能够同时开启对流冷却系统和辐射加热系统。本点燃模拟实验装置能够使样本的点燃模拟实验工况不拘于仅模拟辐射加热，即将对流冷却环境的模拟和辐射加热环境的模拟结合起来，从而模拟较为复杂的样本点燃环境，有利于样本点燃模拟实验的工况选择，便于对火蔓延材料的燃烧特性进行深入研究。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1为本专利技术实施例所提供的一种材料点燃模拟实验装置的结构示意图；
[0030]图2为本专利技术实施例所提供的一种风道的侧面剖视结构示意图；
[0031]图3为本专利技术实施例所提供的一种风机的结构示意图；
[0032]图4为本专利技术实施例所提供的一种实验测量系统的结构示意图。
[0033]其中，100为对流冷却系统，101为风机，102为变频器，103为整流结构，104为风道，105为水冷层，106为风洞支架，107为第一减震垫，108为第二减震垫，200为辐射加热系统，201为红外辐射加热器，202为红外加热控制柜，203为样品盒，2031为陶瓷板，204为观察窗，205为加热固定带，206为水冷辐射屏蔽板，207为屏蔽安装支架，300为质量损失速率测量组件，301为电子天平，302为支撑架，400为红外热成像组件，401为高速红外摄像仪，402为红外摄像固定支架，500为DV摄像组件，501为摄像机，502为DV固定支架，600为风速测量组件，601为热线风速仪。
具体实施方式
[0034]有鉴于此，本专利技术的核心在于提供一种材料点燃模拟实验装置，以深入揭本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种材料点燃模拟实验装置，其特征在于，包括：用于放置样品的样品盒；用于对所述样品盒中的样品施加对流冷却环境的对流冷却系统；以及用于对所述样品盒中的样品辐射加热的辐射加热系统，所述对流冷却系统和所述辐射加热系统相互独立。2.根据权利要求1所述的材料点燃模拟实验装置，其特征在于，所述对流冷却系统包括风机、与所述风机电连接的变频器、设置于所述风机的出风口的整流结构、与所述整流结构连通的风道和设置于所述风道的内壁的水冷层，所述变频器能够调节所述风机的转速，以调节所述风机的出风口的风速，并且所述样品盒设置于所述风道的内部靠近所述水冷层的一侧。3.根据权利要求2所述的材料点燃模拟实验装置，其特征在于，所述对流冷却系统还包括用于支撑所述风道的风洞支架和设置于所述风洞支架的底部的第一减震垫。4.根据权利要求2所述的材料点燃模拟实验装置，其特征在于，所述辐射加热系统包括设置于所述风道远离所述水冷层的一侧的红外辐射加热器和能够调节所述红外辐射加热器的加热强度的红外加热控制柜。5.根据权利要求4所述的材料点燃模拟实验装置，其特征在于，所述辐射加热系统还包括设置于所述样品盒与所述红外辐射加热器之间的水冷辐射屏蔽板，所述水冷辐射屏蔽板为抽拉式或直取式。6.根据权利要求4所述的材料点燃模拟实验装置，其特征在于，所述辐射加热系统还包括设置于所述风道的两侧的观察窗和用于固定所述红外辐射加热器的加热固定带。7.根据权利要求4所述的材料点燃模拟实验装置，其特征在于，所述红外辐射加热器包括两种辐射施加方式，分别为间歇型辐射施加方式和...
【专利技术属性】
技术研发人员：雷佼，赵伟杰，原御奎，王睿晴，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：
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