一种用于不同通风情况的小尺度船舶机舱火灾实验平台及其实验方法技术

本发明专利技术涉及火灾安全的技术领域，具体地说是一种用于不同通风情况的小尺度船舶机舱火灾实验平台及其实验方法；船舶舱室的顶板中部设有船舱围井，船舱围井和船舶舱室内贯通，且船舱围井的上端为铰接的端盖；顶板的前部开设有一对进风口，顶板的后部开设有一对出风口；机械通风系统包括送风机和排风机，送风机通过送风管分别和一对进风口连通，排风机通过排风管分别和一对出风口连通；送风机和排风机开启时，机械通风系统开启；当送风机和排风机关闭时，机械通风系统关闭；船舱围井的上端盖打开时，自然通风开启；船舱围井的上端盖关闭时，自然通风关闭；因此本发明专利技术可以研究在不同通风条件下，小尺度机舱火灾中火灾行为、烟气流动和烟气控制机理。烟气控制机理。烟气控制机理。

【技术实现步骤摘要】
一种用于不同通风情况的小尺度船舶机舱火灾实验平台及其实验方法


[0001]本专利技术涉及火灾安全的
，具体地说是一种用于不同通风情况的小尺度船舶机舱火灾实验平台及其实验方法。

技术介绍

[0002]在船舶火灾案例中，机舱是最常见的火灾发生场所。机舱内发生火灾时，高温烟气不但会通过热辐射对设备、结构造成损伤，还会对人员逃生和救援行动产生影响。通常火灾烟气的产生、蔓延和控制等主要依赖于可燃物燃烧状况、建筑结构和通风条件等因素，同时也受到烟气生成和运动过程中各种有关因素的影响。因此认识机舱火灾发展规律和烟气填充特性，尤其是不同通风下的火灾行为对于提高船舶消防安全水平具有重要意义。
[0003]现有的船舶机舱火灾研究的试验平台以小尺度平台为主，能够实现封闭条件下机舱内烟气蔓延过程实验、摇晃条件下机舱液体火灾实验、环境风作用下顶部开口舱室火灾实验等。为了研究不同机械通风条件下机舱火灾烟气蔓延规律，前人研制了大尺度机舱火灾实验平台。但这类大尺度实验需要投入大量人力和物力，实验周期较长。
[0004]小尺度的模型实验既能节约研究成本，也能够近似的反应机舱火灾的发展过程及其火灾危害性。但现有的小尺度机舱实验平台不能满足开展不同机械通风（机械通风、自然通风）等场景下机舱火灾的需求，因此有必要专利技术一种新的机舱实验平台及其实验方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种用于不同通风情况的小尺度船舶机舱火灾实验平台及其实验方法，能够在小尺度条件下研究通风对于船舶机舱内的火灾发展过程，自熄灭行为以及火灾烟气填充过程。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种用于不同通风情况的小尺度船舶机舱火灾实验平台，包括船舱，和火源及测量装置；所述船舱包括倒立梯形体状的船舶舱室1、升降机构2和机械通风系统；所述船舶舱室1的侧壁上分别开设有防火玻璃观察窗11，且前侧壁上开设有舱门12；船舶舱室1外设有用于支撑船舶舱室的支撑架3，所述升降机构2布置在支撑架3的上端，且船舶舱室1的顶板13通过升降机构2活动安装在船舶舱室1的顶部；所述顶板13的中部设有长方体状的船舱围井14，船舱围井14和船舶舱室1内贯通，且船舱围井14的上端为铰接的端盖；顶板13的前部开设有一对进风口15，顶板13的后部开设有一对出风口16；所述机械通风系统包括送风机41和排风机42，送风机41通过送风管43分别和一对进风口15连通，排风机42通过排风管44分别和一对出风口16连通；
所述船舶舱室1内的中部平行且间隔设有长方体状的一对柴油机模型17，且每个柴油机模型上端设有短圆柱状的一对排气管模型；所述火源及测量装置包括火源装置、7个以上的热电偶树51、1个以上烟气分析仪52和计算机系统；火源装置包括用于模拟面起火的油盘火装置53，和用于模拟管道漏油点起火的喷射火装置54；油盘火装置53布置在一对柴油机模型17之间的中部，或其中一个柴油机模型的相对外侧且靠近对应的送风口处，喷射火装置54布置在另一个柴油机模型的相对外侧的中间部位；所述船舱围井14下方对应的船舶舱室1内均匀布置有3个热电偶树51，船舶舱室1内的4个直角对应处分别设有热电偶树51，每个热电偶树51包括竖向均匀布置的5个以上的单热电偶；每个所述油盘火装置53的油盘外沿处分别设有所述烟气分析仪52；实验时，通过升降机构2调整顶板13高度，布置好上述火源及测量装置，开启或关闭机械通风系统，远程点燃油盘火装置53或喷射火装置54，进行燃烧实验；每个单热电偶和烟气分析仪52测得的数据通过信号传递至计算机系统，计算机系统储存分析实验数据。
[0007]进一步，所述送风机41和排风机42均为变频离心风机，送风机41的额定风量为161m3/h；排风机42的额定风量为197m3/h。
[0008]进一步，所述升降机构2包括电机21、传动杆22和一对转动杆23，传动杆22水平布置在支撑架3的前端，一对转动杆23水平布置在支撑架3的两侧；电机21的输出轴连接着传动杆22的中部，传动杆22的两端通过一对转换器24对应连接着一对转动杆23的一端，每根转动杆的两端部通过升降器25连接着竖直布置的蜗杆26上端，每根蜗杆26的下端和所述顶板13固定连接。
[0009]进一步，所述支撑架3包括立方体形的框架，框架配合设于船舶舱室1外，且框架的侧面均匀设有加强立柱，对应着船舶舱室1的两侧斜壁面均匀设有斜撑31；所述框架上设有4根风管支撑柱32，分别用于支撑送风管43和排风管44的水平悬伸段。
[0010]进一步，所述油盘火装置53包括油盘和电子天平，油盘直径为20~40 cm；油盘设于电子天平上，电子天平用来获得油盘火的质量损失，并基于此计算火源功率。
[0011]进一步，所述喷射火装置54包括喷头、调压阀、压力泵和油箱，喷头通过管道依次连通着调压阀、压力泵和油箱。
[0012]本专利技术还包括一种用于不同通风情况的小尺度船舶机舱火灾实验平台的实验方法，具体包括以下步骤：步骤1）：实验前检查实验平台状态，及计算机系统的准确连接，记录实验环境参数；步骤2）：通过升降机构2升高顶板13，人员经舱门12进入船舶舱室1内部，于测点处布置热电偶树51和烟气分析仪52；根据实验工况A选择油盘火装置53；步骤3）：向油盘火装置53的油盘内倒入指定厚度的油料，关闭舱门12，通过升降机
构2复原顶板13位置；步骤4）：根据实验工况A，开启机械通风系统即开启送风机41和排风机42；步骤5）：点火人员进行远程点火，注意观察船舶舱室1内部情况；步骤6）：待燃料燃尽，5min后停止计算机系统数据采集，并存储实验数据；步骤7）：机械通风系统继续保持开启状态，待船舶舱室1内部环境条件恢复到正常环境，开启舱门12，清理船舶舱室1内部，实验平台复位；步骤8）：选择实验工况B，机械通风系统关闭，选择油盘火装置53，重复步骤1）~7）；步骤9）：选择实验工况C，机械通风系统关闭，船舱围井14的上端盖打开即自然通风开启，选择油盘火装置53，重复步骤1）~7）；步骤10）：选择实验工况D，机械通风系统关闭，自然通风关闭，选择油盘火装置53，重复步骤1）~7）；步骤11）：根据要求选择喷射火装置54，选择不同的通风状态，重复步骤1）~7），实现其他实验工况；步骤12）：计算机系统分析、对比各个实验工况的得到的实验数据，得出模拟实验规律。
[0013]本专利技术的有益技术效果如下：（1）本专利技术一种用于不同通风情况的小尺度船舶机舱火灾实验平台包括船舱，和火源及测量装置；船舱包括倒立梯形体状的船舶舱室、升降机构和机械通风系统；船舶舱室的顶板中部设有长方体状的船舱围井，船舱围井和船舶舱室内贯通，且船舱围井的上端为铰接的端盖；顶板的前部开设有一对进风口，顶板的后部开设有一对出风口；机械通风系统包括送风机和排风机，送风机通过送风管分别和一对进风口连通，排风机通过排风管分别和一对出风口连通；当送风机和排风机开启时，机械通风系统开启；当送风机和排风机关闭时，机械通风系统关闭；当船舱围井的上端盖打开时，自然通风开启；当船舱围本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于不同通风情况的小尺度船舶机舱火灾实验平台，其特征在于：包括船舱，和火源及测量装置；所述船舱包括倒立梯形体状的船舶舱室（1）、升降机构（2）和机械通风系统；所述船舶舱室（1）的侧面上分别开设有防火玻璃观察窗（11），且前侧面上开设有舱门（12）；船舶舱室（1）外设有用于支撑船舶舱室的支撑架（3），所述升降机构（2）布置在支撑架（3）的上端，且船舶舱室（1）的顶板（13）通过升降机构（2）活动安装在船舶舱室（1）的顶部；所述顶板（13）的中部设有长方体状的船舱围井（14），船舱围井（14）和船舶舱室（1）内贯通，且船舱围井（14）的上端为铰接的上端盖；顶板（13）的前部开设有一对进风口（15），顶板（13）的后部开设有一对出风口（16）；所述机械通风系统包括送风机（41）和排风机（42），送风机（41）通过送风管（43）分别和一对进风口（15）连通，排风机（42）通过排风管（44）分别和一对出风口（16）连通，且送风管（43）和排风管（44）均为伸缩风管；所述船舶舱室（1）内的中部平行且间隔设有长方体状的一对柴油机模型（17），且每个柴油机模型的上端设有短圆柱状的一对排气管模型；所述火源及测量装置包括火源装置、7个以上的热电偶树（51）、1个以上烟气分析仪（52）和计算机系统；火源装置包括用于模拟燃油泄露聚集在底面起火的油盘火装置（53），和用于模拟管道燃油泄露着火的喷射火装置（54）；油盘火装置（53）布置在一对柴油机模型（17）之间的中部，或其中一个柴油机模型的相对外侧且靠近对应的送风口处，喷射火装置（54）布置在另一个柴油机模型的相对外侧的中间部位；所述船舱围井（14）下方对应的船舶舱室（1）内均匀布置有3个热电偶树（51），船舶舱室（1）内的4个直角对应处分别设有热电偶树（51），每个热电偶树（51）包括竖向均匀布置的5个以上的单热电偶；每个所述油盘火装置（53）的油盘外沿处分别设有所述烟气分析仪（52）；实验时，通过升降机构（2）调整顶板（13）高度，布置好上述火源及测量装置，开启或关闭机械通风系统，远程点燃油盘火装置（53）或喷射火装置（54），进行燃烧实验；每个单热电偶和烟气分析仪（52）测得的数据通过信号传递至计算机系统，计算机系统储存分析实验数据。2.根据权利要求1所述一种用于不同通风情况的小尺度船舶机舱火灾实验平台，其特征在于：所述送风机（41）和排风机（42）均为变频离心风机，送风机（41）的额定风量为161m3/h；排风机（42）的额定风量为197m3/h。3.根据权利要求1所述一种用于不同通风情况的小尺度船舶机舱火灾实验平台，其特征在于：所述升降机构（2）包括电机（21）、传动杆（22）和一对转动杆（23），传动杆（22）水平布置在支撑架（3）的前端，一对转动杆（23）水平布置在支撑架（3）的两侧；电机（...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈潇，张毅，王锦波，赵智强，陆守香，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：