[发明专利]管廊通风系统安全检测的模拟试验系统

说明书

本发明公开了一种管廊舱室内自然通风和机械排风模型测试试验系统及测试方法，整个平台包括廊舱模型、气体输送系统、风机监测和气体浓度测量系统四大组成部分。廊舱模型的进排风口设有推拉门可用来调节其尺寸大小，气体输送系统深入廊舱模型下端，以管道泄漏的形式向廊舱模型内通入二氧化碳气体，风机监测系统与廊舱模型排风口相连，为廊舱模型提供风速并对风机运行状态进行监测，气体浓度测量系伸入廊舱模型内，用于采集廊舱模型内的二氧化碳浓度数据信息。该测试系统模拟管廊内燃气泄漏后，分别通过自然通风和机械排风两种情况下廊内气体浓度和风机状态参数的测试，测试结果直观可信。

技术领域

本发明涉及管廊附属设施通风系统的安全测试领域，具体是指一种管廊舱室内自然通风和机械排风模型测试试验系统及测试方法。

背景技术

城市地下综合管廊是新兴城市基础设施的重要组成部分，是城市赖以生存和发展的物质基础。燃气泄漏是燃气管廊事故的主要形式，通风则是处理燃气泄漏的主要手段，提高管廊通风系统的可靠性已经成为我国管廊发展的重要课题。自然通风和机械排风是管廊在运营过程中改善舱室内环境，带走泄漏的危险气体的主要方法，其有效性和运行状态具有重要的研究意义。

目前关于燃气管廊通风系统的评价较少且主要采用数值模拟方式，即采用计算流体动力学软件对舱室内流场进行数值模拟分析。由于流体的复杂性，采用计算机模拟的方式评估管廊通风系统会存在很多的未知因素，导致评估的不准确。因此，采用试验台进行燃气管廊通风系统模拟测试可直接对舱室内气体浓度和风机运行状态进行监测，并以此为依据对管廊通风系统效果及风机状态进行评估。

发明内容

本发明的目的是提供一种管廊通风系统的安全测试平台，该平台通过实物模型对廊舱内气体浓度和风机运行状态进行监测，并且测试结果直观可信。

本发明通过缩尺模型的廊舱代替原型廊舱，在模型两侧上端面布置进风口与出风口，下端面等距布置存在泄漏管道模型，一端封闭，一端输入检测气体，管廊模型的两端采用密闭结构模拟防火门关闭的工况。

本发明中：管廊的进排风口的大小可以进行调节，有效地试验进排风口的大小对通风效果的影响，并找出效果最好时，通风口大小与廊舱的比例。

本发明中：采用二氧化碳作为泄漏气体代替甲烷进行试验，在保证测试有效的前提下提高了平台的安全性。

本发明中：在二氧化碳接入廊舱模型的沿程中布置阀门、流量计、压力表，保证泄漏的二氧化碳量稳定可控，保证试验的顺利进行。

本发明中：试验后二氧化碳由廊舱模型排风口统一排出，不会对周围环境造成影响。

本发明中：所述的二氧化碳测量系统包括二氧化碳测试探头和数据采集仪，所述测试设备布置于廊舱模型内。二氧化碳测试探头测试舱内二氧化碳浓度并将所测浓度转换成数据信息传输给数据采集仪。二氧化碳测量系统主要解决模型舱内不同区域的二氧化碳浓度测试。

本发明中：廊舱模型内设置输气管道，泄漏气体输送管输送到存在泄漏的输气管道中，模拟燃气管道泄漏的过程，泄漏气体由恒压气罐提供，还原燃气管廊中输气管道压力恒定条件。

本发明中：风机布置于模型排风口位置采用机械抽风的方式进行排风，风机为本平台提供初始风速来源。风机选型时要充分考虑其送风量、尺寸大小、电机功率等，对于本平台来说，还应满足振动小、噪音低的要求。

本发明中：风机上布置磁电式速度传感器以及电阻应变片，用于测量风机在运行过程中的振动情况。

本发明中：气体浓度测量系统中的气体的测量误差小于10％。

本发明中：根据试验数据进行管廊通风系统安全评价，风机振动速度的变化与管廊内二氧化碳气体浓度有直接联系，其在数值上呈现抛物线的反比例关系。

与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：