[发明专利]一种细水雾控制湿热风狭长空间火灾的实验装置及方法

说明书

本发明具体涉及一种细水雾控制湿热风狭长空间火灾的实验装置及方法，属于狭长空间消防控制领域。所述实验装置包括：狭长空间实验模型、中央控制系统、温湿度环境控制系统、通风环境及气流控制系统、细水雾灭火系统和实验测量系统；所述方法包括在自然通风条件下的实验方法、在横向通风条件下的实验方法和在纵向通风条件下的实验方法。本发明对于细水雾灭火技术在矿井巷道、公路隧道等湿热环境和复杂通风环境中的推广应用具有重要的技术支撑作用。

技术领域

本发明属于狭长空间消防控制领域，具体涉及一种细水雾控制湿热风狭长空间火灾的实验装置及方法。

背景技术

在矿井巷道、湿热地区公路隧道等高湿、炎热和通风的狭长空间环境中，火灾发展和烟气蔓延呈现复杂性和不确定性特点，主要体现在：(1)高湿环境会促进火灾烟气中炭黑粒子的生成，进而增强烟气层对燃料表面和火焰的热辐射,然而高湿空气同时会削弱火焰对周围环境的热辐射、抑制燃料的热解和引燃；(2)炎热环境对于燃料的热解、引燃、火灾的成长和充分发展具有促进作用；(3)狭长空间通风卷吸的新鲜空气会在一定程度上促进燃烧的进行，但同时增强了火焰烟气和周围环境的对流换热损失。国内外学者围绕不同压力、常温环境、自然通风或机械通风条件下火灾发展动力学规律进行了大量卓有成效的研究，但目前关于火灾的研究未能综合考虑空气湿度、高温炎热环境和通风条件因素对火灾发展和烟气蔓延规律的影响，造成湿-热-风狭长空间火灾危险性评价、火灾探测准确性及防灭火和应急救援技术措施效率降低。

关于狭长空间细水雾灭火技术，前人的研究主要是在不同压力、常温和通风环境下进行的，认为细水雾灭火是火焰及气相冷却、衰减热辐射、隔氧窒息、动力学作用等多种机理共同作用的结果。然而，由于以下原因，细水雾对湿-热-风狭长空间火灾的控制机制呈现复杂性和不确定性：(1)高湿环境会抑制细水雾雾化和气化，削弱细水雾灭火的气相冷却机制；但增强了细水雾凝并，有助于细水雾对燃料表面的冷却和浸润作用；(2)炎热环境有助于细水雾雾化和气化，加强了细水雾灭火的气相冷却作用；(3)通风同时会造成雾形偏移和雾动量下降，细水雾的火焰冷却、液相冷却和稀释隔绝氧气的灭火机理受到抑制；(4)湿-热-风狭长空间特殊的火灾发展和烟气蔓延规律亦增加了细水雾控制火灾机制的不确定性。

在湿-热-风狭长空间火灾发展动力学研究的基础上，本发明提出的细水雾控制湿热风狭长空间火灾的实验装置及方法，对于湿-热-风狭长空间中高效的控火灭火技术的研究和开发，及其火灾安全保障具有重要的意义。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明提供一种细水雾控制湿热风狭长空间火灾的实验装置，其特征在于，包括：狭长空间实验模型、中央控制系统、温湿度环境控制系统、通风环境及气流控制系统、细水雾灭火系统和实验测量系统；

所述狭长空间实验模型为两端与外界连通的长方形壳体；

所述实验模型的底部布置若干个燃料盘；

所述中央控制系统包括触控屏、工控机和可编程控制器；

所述触控屏与工控机连接，通过触控屏向工控机输入控制信息；

所述工控机与可编程控制器连接，通过可编程控制器控制所述实验装置的工作状态；所述工控机分别与温湿度环境控制系统、通风环境及气流控制系统、细水雾灭火系统和实验测量系统连接，并接收各类工作状态信息，并通过触控屏显示所述工作状态信息；

所述可编程控制器分别连接温湿度环境控制系统、通风环境及气流控制系统、细水雾灭火系统和实验测量系统；

所述温湿度环境控制系统包括蒸汽回风口、蒸汽风道、温度传感器、湿度传感器、蒸汽风机、蒸汽加热器、风量控制阀、蒸汽加湿器、蒸汽送风口和风道开闭阀门；

所述蒸汽风道依次串联蒸汽回风口、温度传感器、湿度传感器、蒸汽风机、蒸汽加热器、风量控制阀、蒸汽加湿器、蒸汽送风口；

所述蒸汽回风口安装于实验模型的顶部；