[发明专利]一种可调节坡度的中尺度隧道流淌火灾模拟装置及其方法

权利要求书

1.一种可调节坡度的中尺度隧道流淌火灾模拟装置，其特征在于该模拟装置包括隧道系统、流淌系统、变坡度系统、风机系统、供油系统和数据采集系统。

所述的隧道系统包括隧道框架、可视窗口、点火口和支撑脚，可视窗口和点火口位于隧道系统两侧；

所述的流淌系统包括V型溢油槽、流淌槽和冷却水槽，V型溢油槽位于流淌槽和冷却水槽前端，流淌槽位于冷却水槽的上方；

所述变坡度系统包括液压千斤顶和数显水平尺；

所述的风机系统包括风机、风管和整流网，风机系统整体安装在隧道的入口处，风机和整流网分别位于风管两端；

所述的供油系统包括智能型蠕动泵、电子天平、U型不锈钢管、沉淀头、软管和油桶；

所述的数据采集系统包括设置在流淌槽上的热电偶阵列、设置在隧道系统一侧的辐射仪、设置在隧道顶棚的热电偶阵列、设置在隧道一端的摄像机、数据采集仪和笔记本电脑。

2.如权利要求1所述模拟装置，其特征在于，所述隧道系统包括隧道框架、可视窗口和点火口；其中，隧道框架采用不锈钢材料制作，长4m，宽1m，高1.2m，隧道框架的壁面采用白铁皮制作，实验时，为防止高温影响铁皮状态，在隧道内侧铁皮表面铺上一层厚度为3cm的防火棉；可视窗口材料为防爆钢化玻璃，长2.2m，高1m，安装在隧道一侧，用于观测燃烧时的火焰状态；点火口位于隧道一侧，长30cm，宽30cm，用于点火作业，实验时，点火口用锡箔纸封实；支撑脚位于隧道系统的四个角，高40cm，用于支撑起隧道系统。

3.如权利要求1所述模拟装置，其特征在于，所述流淌系统包括V型溢油槽、流淌槽和冷却水槽，三种槽均采用不锈钢材料制作并焊接在一起，整个流淌系统和隧道系统焊接在一起；其中，V型溢油槽位于流淌槽和冷却水槽前端，上端宽度为1m，下端是一个圆形接口，焊接了一根不锈钢管，直径为1cm，便于和软管连接，使油自下而上的从V型溢油槽流出；流淌槽在V型溢油槽后方，长4m，宽1m，侧壁高2cm，当燃料从V型溢油槽流出时，直接进入流淌槽开始流淌；冷却水槽在流淌槽的下方，长4m，宽1m，侧壁高3cm，模拟隧道流淌火灾时，冷却水槽内充满流动的冷却水，其目的是为了防止流淌槽表面因高温而产生变形。

4.如权利要求1所述模拟装置，其特征在于，所述变坡度系统包括液压千斤顶和数显水平尺；其中，液压千斤顶位于流淌系统的底部，用来改变整个隧道系统和流淌系统的坡度；数显水平尺固定在流淌系统一侧，用来配合液压千斤顶以实现改变坡度的目的，数显水平尺的测量分辨率为0.1゜公差为±0.2゜。实验时，需用数显水平尺进行水平校正。

5.如权利要求1所述模拟装置，其特征在于，所述风机系统包括风管、风机和整流网；其中，风管由厚度为1mm的白铁皮制作而成，呈喇叭状，总长1m，风管一端高1.2m，宽1m，焊接在隧道系统的一端，风管另一端高60cm，宽50cm，上有一直径为30cm的圆型风管接口，用于安装风机；风机采用轴流风机，可调节不同的风速，风机孔直径为30cm；整流网是由细铁丝编制而成的网格栅，安装在风管的一端，可保证由风机产生的风，被均匀的输送到隧道中。

6.如权利要求1所述模拟装置，其特征在于，所述供油系统包括智能型蠕动泵、电子天平、U型不锈钢管、沉淀头、软管和油桶；其中，软管穿入U型不锈钢管中，目的是保证在实验结束时，软管内充满液体，防止发生回火使管内爆炸，软管的一端与智能型蠕动泵相连，端口与V型溢油槽下方的不锈钢管相连，为防止燃烧时高温的影响，端口处用锡箔纸覆盖；软管的另一端首先与沉淀头相连，再放入油桶内，目的是防止在实验中，软管脱离油桶，造成燃料泄漏，发生危险；油桶放置于电子天平上，便于时刻观察油桶内燃料的质量损失情况。

7.如权利要求1所述模拟装置，其特征在于，所述数据采集系统包括设置在流淌槽上的热电偶阵列、设置在隧道系统一侧的辐射仪、设置在隧道顶棚的热电偶阵列、设置在隧道一端的摄像机、数据采集仪和笔记本电脑；其中，设置在流淌槽上的热电偶阵列，通过一块总长3m的铝合金板进行连接，每相邻两根热电偶之间的距离为5cm；设置在隧道系统一测的辐射仪，共两只，固定在隧道壁面上；设置在顶棚的热电偶阵列，每两根热电偶之间的距离是20cm，顶棚热电偶阵列到流淌槽的距离是90cm；设置在隧道一端的摄像机，用于观察隧道流淌火的实时燃烧情况。