[实用新型]一种采用非直轴线射流风机机械排烟的地铁隧道火灾实验模拟装置

说明书

本实用新型提供一种采用非直轴线射流风机机械排烟的地铁隧道火灾实验模拟装置，包括实验模拟隧道以及配套测控系统；本实验装置是专门对采用非直轴线射流风机通风排烟的地铁隧道发生火灾时烟气运动、火灾扑救等进行全面系统研究的小尺寸实验台。在前人基础上克服了全尺寸实验代价高昂和数值模拟工具不够精确的特点，又保证了实验的可重复性，对于开展实验室科学研究和实际地铁隧道烟气控制、非直轴线射流风机排烟效果、火源扑救系统模拟测试都有很大的应用价值。对采用非直轴线射流风机机械排烟的地铁隧道火灾的烟气控制、扑救系统设计和测试评价具有广阔的应用前景和重要的实际指导意义。

技术领域

本实用新型属于火灾安全实验设备技术领域，具体涉及一种采用非直轴线射流风机机械排烟的地铁隧道火灾实验模拟装置，用于对采用非直轴线射流风机排烟的地铁隧道火灾时烟气的流动情况和烟气控制系统进行模拟测试。

背景技术

随着社会经济的不断发展，轨道交通方式以快速、大运量、污染小、效率高等特点，成为城市交通结构中不可缺少的组成部分。地铁作为城市轨道交通的一个主要方式，成为解决大城市、特大城市交通矛盾的有力工具，有效的满足了城市化的交通需要。但从世界上第一条地铁开通以来，地铁火灾就时有发生，有些甚至造成重大的人员伤亡。地铁属于人员密集的地下建筑，一旦发生火灾，烟气很快在整个地下空间中蔓延开来，同时由于地下空间的受限性，浓烟和热量不容易排出，给人员疏散及消防救援带来不便。因此为了保障火灾时的人员安全，考虑在地铁隧道内设置更为有效的排烟系统。

目前，地铁隧道主要采用直线式射流风机进行纵向机械排烟。隧道内直线式射流风机大多安装在顶部，所以在通风的情况下，风流会不可避免地与上壁面形成摩擦，造成推力损耗，而非直轴线射流风机就可以大大减少这种损耗，将推力集中在隧道中间，使得隧道中风量分布更加均匀，控烟及排烟效率更高。

前人的研究多是采用数值模拟的方法研究非直轴线射流风机的通风情况，对于隧道内出现火灾时非直轴线射流风机的排烟效果鲜有研究。Seung-Chul Lee等人利用CFD模拟隧道中非直轴线射流风机在风管呈现不同角度时的通风情况，研究结果表明风机风管最佳角度为6 度。Tebr Chammem等人利用CFD模拟在隧道两侧壁面安置非直轴线射流风机，风机在不同角度情况下对隧道内流场的影响，初步结果得到风管的最佳角度为与壁面呈10度。V.Betta 等人同样利用CFD模拟公路隧道内在没有车辆和交通拥挤两种情况下发生火灾时，不同角度的非直轴线射流风机对隧道内温度场、流场的影响。

然而，由于地铁区间隧道空间的特殊性，使得以往的试验数据和数值模拟的结果不能充分揭示并用于分析非直轴线射流风机机械排烟的效果，更重要的是，全尺寸火灾实验需要调动大量的人力物力、经济耗费大、条件难以控制、影响地铁隧道运营，实验不易展开。所以，开展满足相似性理论的小尺寸实验研究，揭示非直轴线射流风机机械排烟的地铁隧道火灾的烟气流动规律，是一种更好的选择。同时，小尺寸实验具有易操控性、良好的可再现性以及测量结果的可信度高等优点。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种采用非直轴线射流风机机械排烟的地铁隧道火灾实验模拟装置，能够在实验室尺度下模拟地铁隧道火灾燃烧情况，研究采用非直轴线射流风机机械排烟的地铁隧道火灾时的烟气流动规律，发展合适的烟气控制系统。

本实用新型采取以下技术方案：

一种采用非直轴线射流风机机械排烟的地铁隧道火灾实验模拟装置，所述的火灾实验模拟装置包括：实验模拟隧道、风机系统以及配套测控系统；

所述实验模拟隧道，其为圆柱形；所述模拟隧道的长与横截面直径之比为16:1，模拟隧道两端均为开口；所述模拟隧道一端底部设置了火源发生装置；

所述风机系统，包括设置在模拟隧道内部的可变角度的非直轴线射流风机，该风机可在隧道顶部中轴线位置任意调节位置，且风管与风机水平线夹角角度可在0～20度之间调节，风机竖向位置可任意进行调节；