本发明专利技术公开了一种蓝色火旋风模拟测量系统，包括装置主体、储液池以及第一流量控制计。装置主体为立方体，其内开设有实验腔，顶部具有开口，开口与实验腔相通，装置主体具有至少两个绕中心对称设置的侧棱，至少两个侧棱上均开设有与实验腔相通的第一进气口。储液池设置在装置主体的底部，且储液池的顶部与实验腔连通，储液池内插入有燃料供应管，燃料供应管从储液池的顶部伸出用于向装置主体的底部中心供入燃料。第一流量控制计，各第一进气口处均设置有第一流量控制计，第一流量控制计用于调节从第一进气口进入的气体的进气速率。该蓝色火旋风模拟测量系统能够独立研究进气速率与燃料供给速率对蓝色火旋风的影响。燃料供给速率对蓝色火旋风的影响。燃料供给速率对蓝色火旋风的影响。
【技术实现步骤摘要】
蓝色火旋风发生装置
[0001]本专利技术涉及火灾安全
，特别涉及一种蓝色火旋风发生装置。
技术介绍
[0002]火旋风是一种旋流流场与燃烧强烈耦合的特殊火现象，常见于森林、野外、森林城镇交界域火灾中，伴随着强烈的卷吸效应，导致火焰高度迅速拉伸，一旦发生往往会加剧火灾的传播速度，带来巨大的财产损失和人员伤亡。与普通池火相比，火旋风的燃烧速率、火焰高度和火焰温度均有加强。
[0003]而蓝色火旋风可在无旋流叶片、无预混进气的情况下自发形成并可实现对各种液态燃料的直接清洁燃烧，其简洁明了的结构也为研究旋流火焰的形成提供了良好的实验平台。
[0004]现有的蓝色火旋风研究装置中，装置主体为两个相互错开放置形成切向进气缝隙的半圆筒壁，下方放置一个铝盆，并在铝盆中盛满水。将燃料装于针筒中，由高精度注射泵供给，埋藏于水下，燃料被从水下注入并浮于水面。之后点火，点火后首先形成池火，之后因池火造成圆筒壁内外的气压差，气体会由缝隙被切向吸入，与火焰作用后形成火旋风，之后随着燃料被逐渐消耗，最终会形成火焰的模态转换，形成蓝色火旋风。
[0005]现有的蓝色火旋风研究装置，采用两个相互错开的半圆筒壁内外的气压差的被动进气方式，这种方式进气速率与燃料供给速率耦合，改变燃料供给速率便会造成进气速率的改变，以至于无法做到独立研究进气速率与燃料供给速率对蓝色火旋风的影响，极大阻碍了对蓝色火旋风的研究。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的在于提供一种蓝色火旋风模拟测量系统，该蓝色火旋风模拟测量系统能够独立研究进气速率与燃料供给速率对蓝色火旋风的影响。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术的实施例提供了一种蓝色火旋风模拟测量系统，包括：
[0008]装置主体，所述装置主体为立方体，其内部开设有实验腔，所述装置主体的顶部具有开口，且所述开口与所述实验腔相通；所述装置主体具有至少两个绕中心对称设置的侧棱，至少两个所述侧棱上均开设有与所述实验腔相通的第一进气口；
[0009]储液池，所述储液池设置在所述装置主体的底部，且所述储液池的顶部与所述实验腔连通；所述储液池内插入有燃料供应管，所述燃料供应管从所述储液池的顶部伸出用于向所述装置主体的底部中心供入燃料；以及
[0010]第一流量控制计，各所述第一进气口处均设置有所述第一流量控制计，所述第一流量控制计用于调节从所述第一进气口进入的气体的进气速率。
[0011]相对于现有技术而言，本专利技术的蓝色火旋风模拟测量系统的装置主体为立方体，结构较为规整，能够较为方便且合理地对设备主体的侧壁进行封闭并在侧棱处设置第一进
气口，在第一进口处设置第一流量控制计，且该装置主体的侧面为平面，能够较好地观察蓝色火旋风并对其进行研究。对燃料进行点火，因两第一进气口位于绕装置主体中心对称的侧棱上，故而从两第一进气口处进入的空气为蓝色火旋风提供强制进入的切向气流，而第一流量控制计设置在第一进气口处，用于调节从第一进气口进入的气体的进气速率，燃料供给速率由注射泵控制，燃料供给与进气相互独立控制，改变燃料供给速率不会对进气速率造成影响，从而实现了切向进气速率的独立调控，解决了现有技术中的进气与火焰相互耦合的问题，实现独立研究燃料供给速率与切向进气速率对蓝色火旋风的影响。另外根据实验发现，该蓝色火旋风模拟测量系统可以做到对蓝色火旋风尺度、形态的控制，还发现了新的蓝色火旋风模态，且蓝色火旋风可以直接形成而不经过火旋风的过渡。
[0012]在一实施例中，还包括：进气风洞流道，所述进气风洞流道的一端与所述第一进气口对接，所述进气风洞流道的另一端连接有所述第一流量控制计；
[0013]所述进气风洞流道内具有与其截面相平行的第一整流板，所述第一整流板用于对进入所述进气风洞流道的气体进行整流。
[0014]在一实施例中，所述进气风洞流道包括：沿其内进气方向顺次相连的扩散段、整流段以及收缩段；
[0015]所述收缩段与所述第一进气口对接，所述收缩段具有横截面积与所述整流段的横截面积相同的第一段、横截面积朝向所述第一进气口的方向顺滑过渡逐渐减小的第二段，以及与所述第一进气口对接的第三段，所述收缩段用于对从所述整流段进入的气体进行加速；
[0016]所述整流段内设有所述第一整流板；
[0017]所述扩散段与所述整流段连接的一端的形状与所述第一进气口的形状相同且大小不同。
[0018]在一实施例中，所述第一进气口的底部与所述储液池的顶部位于同一平面。
[0019]在一实施例中，所述实验腔的内侧壁具有多个第一连接面以及多个第二连接面，所述第一连接面以及所述第二连接面顺次间隔相连，所述第一连接面为平面，所述第二连接面为内凹的弧面；所述第一连接面与所述装置主体的侧壁相对设置，且所述第二连接面位于所述装置主体的侧棱处。
[0020]在一实施例中，至少一对相对设置的所述装置主体的侧壁上开设有视窗，所述视窗内设有石英窗，且所述石英窗位于相邻的两个所述第二连接面之间，至少部分位于所述装置主体的侧壁的纵向中线上。
[0021]在一实施例中，所述实验腔内设有两块上下间隔设置的导流板，所述导流板的外周与所述实验腔的内壁相连，所述导流板上设有通孔，所述实验腔的中心线贯穿所述通孔。
[0022]在一实施例中，所述储液池的外周环设有导气池，所述导气池内开设有环绕所述储液池设置的进气槽，所述导气池的侧壁上开设有与所述进气槽相通的第二进气口，所述第二进气口具有多个且均匀分布在所述导气池的侧壁上；所述进气槽的外轮廓位于所述实验腔的轮廓内；
[0023]所述进气槽的顶部开口并与所述实验腔相通，所述进气槽内设置有与所述进气槽的槽底平行的第二整流板，所述第二整流板用于将所述进气槽内的气体整流后进入所述实验腔；
[0024]所述第二进气口处设置有第二流量控制计连接，所述第二流量控制计用以调节从所述第二进气口进入的气体的进气速率。
[0025]在一实施例中，所述实验腔内设有两块上下间隔的导流板，所述导流板的外周与所述实验腔的内壁相连，所述导流板上设有通孔，所述实验腔的中心线贯穿所述通孔，且位于下方的所述导流板与所述储液池的顶部和所述第二整流板相间隔。
[0026]在一实施例中，所述第二整流板的出气孔上均匀铺设有圆珠。
附图说明
[0027]图1是本专利技术一个实施例的蓝色火旋风模拟测量系统的结构示意图；
[0028]图2是本专利技术一个实施例的装置主体的剖面图；
[0029]图3是本专利技术一个实施例的进气风洞流道的爆炸图；
[0030]图4是本专利技术一个实施例的装置主体的俯视图；
[0031]图5是本专利技术一个实施例的储液池以及导气池的结构示意图；
[0032]图6是本专利技术一个实施例的装置主体的剖面示意图。
[0033]附图标记：
[0034]10、装置主体；11、实验腔；111、第一连接面；112、第二连接面；12、开口；13、侧棱；14、石英窗；15、第一进气本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种蓝色火旋风模拟测量系统，其特征在于，包括：装置主体，所述装置主体为立方体，其内部开设有实验腔，所述装置主体的顶部具有开口，且所述开口与所述实验腔相通；所述装置主体具有至少两个绕中心对称设置的侧棱，至少两个所述侧棱上均开设有与所述实验腔相通的第一进气口；储液池，所述储液池设置在所述装置主体的底部，且所述储液池的顶部与所述实验腔连通；所述储液池内插入有燃料供应管，所述燃料供应管从所述储液池的顶部伸出用于向所述装置主体的底部中心供入燃料；以及第一流量控制计，各所述第一进气口处均设置有所述第一流量控制计，所述第一流量控制计用于调节从所述第一进气口进入的气体的进气速率。2.根据权利要求1所述的蓝色火旋风模拟测量装置，其特征在于，还包括：进气风洞流道，所述进气风洞流道的一端与所述第一进气口对接，所述进气风洞流道的另一端连接有所述第一流量控制计；所述进气风洞流道内具有与其截面相平行的第一整流板，所述第一整流板用于对进入所述进气风洞流道的气体进行整流。3.根据权利要求2所述的蓝色火旋风模拟测量装置，其特征在于，所述进气风洞流道包括：沿其内进气方向顺次相连的扩散段、整流段以及收缩段；所述收缩段与所述第一进气口对接，所述收缩段具有横截面积与所述整流段的横截面积相同的第一段、横截面积朝向所述第一进气口的方向顺滑过渡逐渐减小的第二段，以及与所述第一进气口对接的第三段，所述收缩段用于对从所述整流段进入的气体进行加速；所述整流段内设有所述第一整流板；所述扩散段与所述整流段连接的一端的形状与所述第一进气口的形状相同且大小不同。4.根据权利要求1所述的蓝色火旋风模拟测量装置，其特征在于，所述第一进气口的底部与所述储液池的顶部位于同一平面。5.根据权利要求1所述的蓝色火旋风模拟测量装置，其特征在于，所述实验腔的内侧壁具有多个第一连接面以及多个...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨溢凡，夏溪，张昊东，齐飞，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：
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