坡度可調(diào)隧道火災(zāi)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種坡度可調(diào)隧道火災(zāi)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)裝置，包括風(fēng)量調(diào)節(jié)器、風(fēng)量再分布面板、風(fēng)洞隧道、排煙煙道、坡度調(diào)節(jié)器和小車移動裝置；所述的風(fēng)量調(diào)節(jié)器通過風(fēng)量再分布面板與風(fēng)洞隧道的前端相連，排煙煙道與風(fēng)洞隧道的后端相連，風(fēng)洞隧道的中部的底面通過螺栓固定在坡度調(diào)節(jié)器上，小車移動裝置與風(fēng)洞隧道和坡度調(diào)節(jié)器連接在一起。本發(fā)明專利技術(shù)能調(diào)節(jié)風(fēng)洞隧道的坡度和控制著火小車的移動速度和位置，對不同的火災(zāi)規(guī)模和場景進(jìn)行模擬，適用范圍廣，而且裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作靈活方便。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種火災(zāi)實(shí)驗(yàn)裝置，特別涉及一種坡度可調(diào)隧道火災(zāi)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn) 裝置。
技術(shù)介紹
為了最大程度的減少人員傷亡、車輛損廢和火災(zāi)對隧道結(jié)構(gòu)的破壞，需 要研究隧道內(nèi)火災(zāi)條件下的煙氣運(yùn)動規(guī)律。在研究隧道內(nèi)火災(zāi)煙氣運(yùn)動規(guī)律 的方法中，有隧道火災(zāi)模擬實(shí)驗(yàn)、數(shù)值模擬和理論分析三大類。隧道內(nèi)的火 災(zāi)煙氣運(yùn)動規(guī)律非常復(fù)雜、影響因素也較多，目前完全通過數(shù)值模擬和理論 推導(dǎo)來研究隧道煙氣的運(yùn)動規(guī)律還有一定的困難。因此，通過實(shí)驗(yàn)手段—— 隧道火災(zāi)模擬實(shí)驗(yàn)來探詢隧道煙氣的運(yùn)動規(guī)律就顯得十分必要。目前，針對隧道火災(zāi)進(jìn)行的模擬實(shí)驗(yàn)研究主要有三種方式(l)鹽水實(shí)驗(yàn) 模擬；(2)大尺寸及全尺寸實(shí)驗(yàn)研究；(3)小尺寸模型實(shí)驗(yàn)研究。鹽水實(shí)驗(yàn)?zāi)M一種是用湍浮鹽水在清水中的運(yùn)動和擴(kuò)散來模擬受限空間 火災(zāi)煙氣在空氣中的蔓延和熱量傳遞的研究方法，其特點(diǎn)是不同介質(zhì)的模擬。 早在1963年Thomas就用鹽水模擬技術(shù)來顯示頂棚和側(cè)壁的排煙口向大房間 里排煙的效果，Tangren等人也于1978年運(yùn)用該方法在1/5模型里研究帶有 走廊或窗口的房間火災(zāi)所產(chǎn)生的熱煙氣層密度和位置。之后，有許多研究者 利用鹽水實(shí)驗(yàn)?zāi)M方法來研究密閉復(fù)合腔內(nèi)火災(zāi)誘發(fā)的煙氣流動、二維重力 流的流動性質(zhì)，受限空間煙羽流準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)和蔓延規(guī)律、頂棚射流和頂棚下 分層流的發(fā)生發(fā)展過程，側(cè)室-走廊煙氣和巻吸空氣的運(yùn)動規(guī)律，中庭類型建 筑物內(nèi)的火災(zāi)煙氣運(yùn)動規(guī)律和地下建筑的火災(zāi)煙氣運(yùn)動。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果都對 研究火災(zāi)煙氣運(yùn)動規(guī)律提供了很大幫助。但是鹽水實(shí)驗(yàn)?zāi)M方法也存在著以 下一些缺點(diǎn)在鹽水實(shí)驗(yàn)中忽略了壁面?zhèn)鳠嵋约叭紵龝r的化學(xué)反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)?zāi)M的煙氣層溫度較實(shí)體燃燒實(shí)驗(yàn)偏低。該方法的基本理論還不夠完善，定量 研究的誤差較大。開展大尺寸尤其是全尺寸的相關(guān)試驗(yàn)來對己有的小尺寸試驗(yàn)和數(shù)值模擬 的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證和修正非常重要，國外在這方面做了大量的工作。美國、曰本等國利用廢棄的隧道進(jìn)行過一系列全尺寸實(shí)驗(yàn)，如1965年進(jìn)行的Ofenegg 隧道火災(zāi)試驗(yàn)，1974-1975年奧地利在廢棄的Zwerberg隧道中進(jìn)行的火災(zāi)試 驗(yàn)，1976年，Heselden等人在廢棄的格拉斯哥隧道內(nèi)進(jìn)行的試驗(yàn)，1990-1993 年，歐洲的EUREKA 499計(jì)劃在挪威Repparflord隧道中進(jìn)行的5次火災(zāi)試驗(yàn)， 1993-1995年，美國MTFVTP項(xiàng)目在西維吉尼亞Memorial公路隧道中進(jìn)行的 92次火災(zāi)測驗(yàn)，2001年，日本在NewTomei高速公路Shimizu 3號隧道開展 的大斷面公路隧道足尺寸火災(zāi)試驗(yàn)；2003年，歐洲UPTUN項(xiàng)目在挪威廢棄 的兩車道Runehamar隧道內(nèi)進(jìn)行的4次足尺寸火災(zāi)試驗(yàn)。我國開展該類試驗(yàn)研究較少，只有中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)火災(zāi)科學(xué)國家重點(diǎn) 實(shí)驗(yàn)室在云南省昆明-石林高速公路陽宗隧道內(nèi)進(jìn)行了全尺寸火災(zāi)模擬試驗(yàn)。 西南交通大學(xué)楊其新教授等人則借助大比例火災(zāi)模型試驗(yàn)，研究了火災(zāi)時隧 道內(nèi)溫度隨時間的變化，最高溫度與通風(fēng)風(fēng)速、火災(zāi)規(guī)模等的關(guān)系。該模型 隧道采用鋼筋混凝土管段連接而成，長100m，坡度2%，隧道內(nèi)徑1.8m，襯 砌壁厚15cm，近似秦嶺特長公路隧道的斷面形狀。大尺寸及全尺寸試驗(yàn)對認(rèn)識火災(zāi)特性，揭示變化規(guī)律，發(fā)揮著很重要的 作用。但是，由于隧道結(jié)構(gòu)的特殊性及巨大的長寬比特征，建造全尺寸或者 大尺寸的試驗(yàn)平臺是比較困難的，需要耗費(fèi)大量的人力物力。另外，由于實(shí) 際火災(zāi)的復(fù)雜性和隨機(jī)性，全尺寸火災(zāi)實(shí)驗(yàn)往往又是無法實(shí)現(xiàn)的。與此相對 應(yīng)，以相似理論為依據(jù)建立的小尺寸模型試驗(yàn)具有真實(shí)再現(xiàn)火災(zāi)現(xiàn)象的特點(diǎn)， 在節(jié)約時間、縮短空間以及節(jié)省人力、物力、財(cái)力等方面具有獨(dú)特的優(yōu)越性， 因而在針對隧道火災(zāi)的研究方法中顯得尤為重要而被廣泛應(yīng)用。早在1979年，Lee等人就在長13.7m、橫截面積為0.27m2的小尺寸試驗(yàn)臺上進(jìn)行了臨界縱向風(fēng)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)相繼建立了比例大小不一的小尺寸試驗(yàn)臺進(jìn)行了臨界風(fēng)速的研究。從目前的研究情況來看，這些小尺寸的隧道火災(zāi)模擬實(shí)驗(yàn)研究主要側(cè)重于兩個方面(l)隧 道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時，為了抑制煙氣逆流所需的最小臨界縱向送風(fēng)風(fēng)速；(2)隧道 內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時，近火源區(qū)域的羽流特征。但是，對于隧道縱坡度對煙氣流動的 影響和對臨界縱向通風(fēng)風(fēng)速的影響，以及著火車輛位置和運(yùn)行速度的不同對煙 氣運(yùn)動的影響研究還未涉及。這是由于目前的小尺寸隧道火災(zāi)模擬實(shí)驗(yàn)裝置在 模擬隧道火災(zāi)時存在以下不足(l)隧道坡度無法作多角度調(diào)節(jié)，不能從實(shí)驗(yàn) 角度來測試坡度變化對煙氣溫度場的影響。(2 )著火車輛的位置及其運(yùn)行速度 對隧道內(nèi)溫度場變化的影響很大，但實(shí)驗(yàn)裝置內(nèi)對著火車輛的位置和運(yùn)行速度 無法控制。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的隧道坡度無法作多角度調(diào)節(jié)和 實(shí)驗(yàn)裝置內(nèi)無法控制著火小車的位置和運(yùn)行速度的缺陷，提供一種著火小車可 移動的坡度可調(diào)隧道火災(zāi)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)裝置。本專利技術(shù)可以通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)一種坡度可調(diào)隧道火災(zāi)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn) 裝置，包括風(fēng)量調(diào)節(jié)器、風(fēng)量再分布面板、風(fēng)洞隧道、排煙煙道、坡度調(diào)節(jié)器和小車移動裝置；所述的風(fēng)量調(diào)節(jié)器通過風(fēng)量再分布面板與風(fēng)洞隧道的前端相連,排煙煙道與風(fēng)洞隧道的后端相連，風(fēng)洞隧道的中部的底面通過螺栓固定在坡 度調(diào)節(jié)器上，小車移動裝置與風(fēng)洞隧道和坡度調(diào)節(jié)器連接在一起。本專利技術(shù)所述的風(fēng)量調(diào)節(jié)器包括前調(diào)節(jié)風(fēng)門、后調(diào)節(jié)風(fēng)門、進(jìn)風(fēng)通道、軸流 風(fēng)機(jī)和排風(fēng)通道，所述的前調(diào)節(jié)風(fēng)門和后調(diào)節(jié)風(fēng)門緊貼在一起，并通過進(jìn)風(fēng)通 道與軸流風(fēng)機(jī)相連，軸流風(fēng)機(jī)的另一端與排風(fēng)通道相連，所述的前調(diào)節(jié)風(fēng)門是一塊開設(shè)有扇形進(jìn)風(fēng)口的調(diào)節(jié)板，且該板上安裝有轉(zhuǎn)動手柄，所述的后調(diào)節(jié)風(fēng)門是一塊開設(shè)有扇形出風(fēng)口的調(diào)節(jié)板，風(fēng)量調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)風(fēng)速為0~5m/s。本專利技術(shù)所述的風(fēng)量再分布面板是一塊開設(shè)有兩個圓形風(fēng)道的隔板，且該隔 板的外形與風(fēng)洞隧道的截面形狀相同，尺寸相近。本專利技術(shù)所述的風(fēng)洞隧道內(nèi)設(shè)有小車移動的導(dǎo)軌，其一壁上開有煙氣濃度探 測孔，另一側(cè)壁上開有煙氣觀察窗和風(fēng)速探測孔，其頂部安裝有測溫?zé)犭娕迹?風(fēng)洞隧道的截面形狀為長方形、圓形或與現(xiàn)實(shí)隧道截面形狀相近的一種。本專利技術(shù)所述的坡度調(diào)節(jié)器包括鋼架結(jié)構(gòu)、風(fēng)洞轉(zhuǎn)動鉸鏈、調(diào)節(jié)桿轉(zhuǎn)動鉸鏈、 坡度調(diào)節(jié)桿、棘齒條、底座和支承架，所述的坡度調(diào)節(jié)桿的-- 端通過調(diào)節(jié)桿轉(zhuǎn) 動鉸鏈固定在鋼架結(jié)構(gòu)上，另一端置于底座的棘齒條上，支承架的一端固定在 底座上，另一端通過風(fēng)洞轉(zhuǎn)動鉸鏈接于鋼架結(jié)構(gòu)上，且坡度調(diào)節(jié)桿可使隧道坡度的調(diào)節(jié)范圍為-6.7G 7.0G。本專利技術(shù)所述的小車移動裝置包括前導(dǎo)向輪、后導(dǎo)向輪、小車、導(dǎo)軌、轉(zhuǎn) 輪支架、手柄、轉(zhuǎn)輪和牽引鋼絲，所述的前導(dǎo)向輪和后導(dǎo)向輪分別固定在風(fēng) 洞隧道的前后端，轉(zhuǎn)輪和手柄相連并通過轉(zhuǎn)輪支架固定在坡度調(diào)節(jié)器中的鋼 架結(jié)構(gòu)上，小車通過牽引鋼絲與轉(zhuǎn)輪相連。該小車上設(shè)有燃燒床和油盤，燃 料油盛放在油盤內(nèi)，油盤置于燃燒床上。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本專利技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)1、 本專利技術(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作靈活方便，能夠再現(xiàn)真實(shí)隧道火災(zāi) 場景下煙氣的流動，輔以各種測試儀器和儀表，可以對煙氣流動中的煙氣溫 度場、濃度場等煙氣流動規(guī)律進(jìn)行高精度測量；本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種坡度可調(diào)隧道火災(zāi)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：包括風(fēng)量調(diào)節(jié)器、風(fēng)量再分布面板、風(fēng)洞隧道、排煙煙道、坡度調(diào)節(jié)器和小車移動裝置；所述的風(fēng)量調(diào)節(jié)器通過風(fēng)量再分布面板與風(fēng)洞隧道的前端相連，排煙煙道與風(fēng)洞隧道的后端相連，風(fēng)洞隧道的中部的底面通過螺栓固定在坡度調(diào)節(jié)器上，小車移動裝置與風(fēng)洞隧道和坡度調(diào)節(jié)器連接在一起。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：龍新峰，李艷玲，
申請(專利權(quán))人：華南理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：81[中國|廣州]