[发明专利]一种辐照环境下的木材火灾蔓延过程测试装置

说明书

本发明公开一种辐照环境下的木材火灾蔓延过程测试装置，涉及火灾科学与建筑安全技术领域，主要包括木材试样、夹具底板和顶板、夹具伸缩架、辐射板、辐射板伸缩架、灰烬滴落槽、电子天平、热电偶及高清摄像机等；所述木材试样及辐射板的角度、高度均可以自由灵活调节，通过所述辐射板可营造出外界复杂辐射热流环境，从而研究不同空间构型条件下各种材质及形状的木材试样在顺流或逆流火蔓延过程中的受热、燃烧、残余物状态等的质量变化、物理图像及特征温度场推演规律，该装置可用于深入探究外界辐照环境和空间构型共同作用下的木材火灾蔓延过程，同时也可望为建筑用木质材料的耐火、燃烧性能测试及分类标准的建立提供测试手段。

技术领域

本发明涉及火灾科学与建筑安全技术领域，特别是涉及一种辐照环境下的木材火灾蔓延过程测试装置。

背景技术

我国范围内存在有大量的木质结构建筑，其中不少是历史建筑、甚至古建筑。但由于木材自身的可燃或易燃性，一旦不慎发生火灾，将极有可能引起重大的人身及财产损失。事实上从世界范围来看，与木质建筑构件相关的重特大火灾持续不断，如2014年我国云南地区发生的香格里拉古城大火、2018年于巴西发生的巴西国家博物馆大火、2019年于法国发生的巴黎圣母院大火等，均与木质建筑构件的起火和燃烧相关。考虑到这类事件中涉及的政治文化影响，其火灾隐患应当引起广泛关注和及时防范。而有关木材火灾燃烧的测试装置，此前的学者已有一定研究，例如纪杰等人在2010年《工程热物理学报》第2期351-354页“不同宽度和角度下木材表面火蔓延特性的实验研究”一文中提到一种装置，用于研究不同倾角条件下的小尺寸木板火蔓延，但该装置存在一定的局限性：首先木板的固定部件过小，为防止木材重力力矩过大，在木材的中部需要额外加装托架以维持木板的空间位置，这在一定程度上会影响火蔓延过程；其次没有考虑燃烧时灰烬掉落的影响；第三，也没有考虑环境辐射等其它因素的作用。因此现有的测试装置或方法已经限制了木质材料相关火灾动力学规律的研究，需要探索更加有效的相关装置，本项发明正是基于上述背景而提出的。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种可用于研究复杂辐照环境下木材在各种空间倾斜构型下火灾蔓延过程及相关特性的测试装置。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种辐照环境下的木材火灾蔓延过程测试装置，包括加热机构、点火机构、辐射机构、支撑机构、计量机构和视频拍摄机构；所述支撑机构设置于所述计量机构上，所述支撑机构用于夹持木材并调整木材的角度，所述点火机构用于点燃所述木材，所述加热机构设置于所述木材与所述辐射机构之间，所述视频拍摄机构用于拍摄所述木材燃烧过程。

可选的，所述点火机构包括电热丝引燃器，所述电热丝引燃器包括电热丝。

可选的，所述加热机构包括多个并列设置的热电偶。

可选的，所述辐射机构包括辐射支架、辐射板和和第一定位销；所述辐射支架为高度可调的支架，所述辐射支架的中上部设置有多组第一限位孔，每组所述第一限位孔包括多个沿圆环排列的第一限位孔，每组所述第一限位孔的中部设置有第一中心孔，所述辐射板两侧分别设置有一第一转轴，所述第一转轴一侧设置有一所述第一定位孔，所述第一转轴插入所述第一中心孔内，所述第一定位销贯穿一个所述第一限位孔后插入所述第一定位孔。

可选的，所述支撑机构包括支撑支架、夹具和第二定位销；所述支撑支架为高度可调的支架，所述支撑支架的中上部设置有多组第二限位孔，每组所述第二限位孔包括多个沿圆环排列的第二限位孔，每组所述第二限位孔的中部设置有第二中心孔，所述支撑板两侧分别设置有一第二转轴，所述第二转轴一侧设置有一所述第二定位孔，所述第二转轴插入所述第二中心孔内，所述第二定位销贯穿一个所述第二限位孔后插入所述第二定位孔；所述夹具用于夹持所述木材。