[实用新型]狭长受限空间的火灾实验模拟装置

说明书

技术领域

本实用新型属于火灾安全实验设备技术领域，具体涉及一种狭长受限空间内火灾蔓延和轰燃演变机理的实验模拟装置。

背景技术

近年来，随着世界经济的快速发展和城市化进程的不断加快, 很多国家已经把地下空间的开发利用作为解决城市土地、人口和环境危机、节约资源、走可持续城市化发展道路的重要措施。

然而相比地面建筑，地下空间有着诸多安全隐患：空间相对狭小、人员安全出口数量少、自然通风条件差、难以实现天然采光等。因此，当地下空间内部产生灾害时,所造成的危害将远远超过地面同类灾害。而地下空间内火灾事故又几乎占了总数的1/3 ,是地下空间中发生灾害次数最多,损失最为严重的一种灾害。

地下空间属于典型的受限空间建筑，一般分为狭长的坑道式建筑和大空间的容积式建筑。其中，坑道式建筑又称为地下狭长受限空间。而火灾根据其发生地点的空间特性，可以分为开放空间的火灾和受限空间的火灾。受限空间火灾有一个典型的发展过程，即突跃过程，往往被称为轰燃现象。轰燃发生时，火灾向整个空间快速蔓延，使得整个腔室或受限空间陷于火海，所有可燃物表面都开始燃烧；室内燃烧由燃料控制向通风控制转变；在室内顶棚下方积聚的未燃气体或蒸汽突然着火而造成火焰迅速扩散。轰燃往往是造成严重群死群伤的重要原因。轰燃作为火灾发展过程中强度迅速增大的一个演变过程，是火灾科学和消防工程中备受关注的重要现象。

然而，地下狭长空间由于其结构的特殊性，火灾的发展和轰燃的演化规律不同与普通的受限空间，前人的研究中多针对长宽比相当的普通腔室开展轰燃研究，而针对地下狭长受限空间的轰燃研究并不多见。Thomas和Bennetts分别利用1.5m×0.6m×0.6m和8 m×2m×0.6 m的小尺度狭长空间实验台模拟了轰燃过程，并比较了不同开口位置对窜出的火焰温度的影响。德国的研究机构STUVA对城市公路隧道、轨道交通隧道的防火保护进行了研究，在实验中发现地下狭长空间内的重型货车火灾会在7至10分钟内达到轰燃状态。Chow教授等人对巴士引发的狭长受限空间火灾中的轰燃现象进行了理论研究，基于双区域模型推到了经验公式。

然而，地下狭长空间由于其建筑结构和功能的特殊性，使得以往的理论模型、实验数据和数值计算的结果仍然不能够充分解释和分析其火灾过程中的轰燃现象，因此开展地下狭长受限空间的火灾发展过程和轰燃演化机理的研究是有重要意义的。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种狭长受限空间的火灾实验模拟装置，以便于研究狭长受限空间内火灾蔓延和轰燃演变的机理。

本实用新型采用如下技术方案：

一种狭长受限空间的火灾实验模拟装置，包括：

模拟仓，其为长方体形；所述模拟仓的长宽比为10~8:1，长高比为10~8:1；模拟仓的长和宽所在的两个面中，一个为顶面，另一个为底面；模拟仓的长和高所在的两个面为模拟仓的侧面，模拟仓的宽和高所在的两个面为模拟仓的端面；所述模拟仓的顶面设置有多个排烟口，所述模拟仓底面的一端部设置了火发生装置；

第一热电偶单元，其设置在所述模拟仓的一个侧面上，包括在靠近所述侧面顶端的位置沿模拟仓的长度方向水平排列的多根热电偶，该多根热电偶中靠近火发生装置的一部分构成近火端热电偶组，其余部分构成远火端热电偶组，且所述近火端热电偶组的热电偶排列比远火端热电偶组的热电偶排列更紧密；

第二热电偶单元，其与所述第一热电偶单元设置在同一个侧面上，包括沿模拟仓的高度方向竖直排列的多根热电偶，该多根热电偶的排列从上到下逐渐疏松；所述第二热电偶单元有多个，该多个第二热电偶单元在模拟仓的长度方向上均匀分布；

集烟系统，包括多条与所述排烟口相连通的集烟管和一个与所述模拟仓的相距所述火发生装置较远的端面相连通的集烟罩；

计算机控制系统，其包括用于采集模拟仓中的温度和烟气信息的信息采集模块，以及用于对所采集的温度和烟气信息进行分析的数据分析模块。

优选地，所述模拟仓的仓壁由钢质外壁和贴设于所述钢制外壁内侧的石英内壁构成。

进一步地，所述钢制外壁的厚度与所述石英内壁厚度的比值为1:5~10。

优选地，所述近火端热电偶组与所述远火端热电偶组在模拟仓的长度方向上所占的距离比值为1:2~4。