[实用新型]一种环境风对船舶甲板受限火行为影响的实验装置

说明书

本实用新型公开了一种环境风对船舶甲板受限火行为影响的实验装置，包括环境风模拟系统、甲板受限环境模拟系统以及数据采集系统；本实验装置是专门系统研究环境风对船舶甲板受限环境火行为影响的小尺寸实验台。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能精确反应真实火灾场景的特点，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船舶甲板受限环境火灾预防及发生火灾后的扑救具有较大的应用价值和指导意义。

技术领域

本实用新型涉及火灾安全技术领域，具体涉及一种环境风对船舶甲板受限火行为影响的实验装置，用于水平环境风强迫对流影响下船舶甲板受限环境内火灾行为的研究。

背景技术

随着海上运输业的蓬勃发展，船舶火灾安全尤其是集装箱货船的火灾安全问题也日渐凸显。船舶甲板由于堆积了众多的货物，甲板上一旦发生火灾，周围堆砌的货物对于火源构成了受限环境。

事实上，船舶火灾多发生在航行途中，所以不可避免会受到环境风的影响。受限条件下环境风对火灾的影响与开放空间条件下环境风对火灾的影响不尽相同，环境风作用下受限环境内的火行为不仅受到水平强迫对流的影响，还受到周围受限环境的遮挡作用，这些均使得受限条件下的火行为与开放空间条件下的火行为有所不同，且受限条件下影响火行为的对流机制更为复杂。

前人的研究仅对开放空间条件下环境风对火行为的影响进行了探讨，对于受限条件与环境风耦合作用对火行为的影响鲜有研究。胡隆华等人研究了风作用下方形汽油和甲醇油池火的燃烧速率，发现小尺寸甲醇油池火的燃烧速率随着风速增长速度更快。唐飞利用方形丙酮油池火在风作用下进行燃烧实验，并提出了相应风速条件下丙酮油池火燃烧速率的经验公式。Oka和Ferrero基于风作用下不同尺寸燃料的火焰倾角实验结果分别给出了火焰倾角与风速的经验公式。近年来，受限环境内火行为也得到一部分人的关注。高子鹤和纪杰实验发现贴壁情况下的火焰高度大于开放空间环境的火焰高度。范传刚研究了庚烷油池火与壁面之间不同距离情况下的火焰高度，并提出了不同距离条件下油池火焰高度的经验公式。然而，受限环境内的火行为研究却没有考虑外界环境风的影响。

事实上，受限环境火灾也极有可能受到环境风的影响，以往的实验数据不能充分揭示并用于分析环境风对船舶甲板受限火行为的影响机制，更重要的是，全尺寸火灾实验需要调动大量的人力、物力和财力，且实验不易开展、可重复性差。所以，开展满足相似性理论的小尺度实验研究，能更好地揭示环境风对船舶甲板受限火行为的影响机制。同时，小尺度实验具有易操控性、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环境风对船舶甲板受限火行为影响的实验装置，为了能够在实验室尺度下充分研究环境风对船舶甲板受限火行为的影响机制，也即水平风强迫对流作用下的受限空间内火灾行为。

本实用新型采取以下技术方案：

一种环境风对船舶甲板受限火行为影响的实验装置，包括环境风模拟系统、甲板受限环境模拟系统以及数据采集系统；其中：

所述环境风模拟系统，其主体为直径60cm的圆柱形风机管道，包括设置在管道内部的轴流风机和多阵列稳流管结构，用于提供均匀风流；

所述甲板受限环境模拟系统，是由不锈钢制成的“L”型结构装置，“L”型结构装置底板上放置一油盘，油盘内放置用于燃烧的液体燃料；

所述数据采集系统包括质量测量系统、风速测量系统及摄像系统，其中：所述质量测量系统是在“L”型结构装置下放置称重天平，用于实时记录燃烧过程中油盘内燃料质量变化；所述风速测量系统是在环境风模拟系统出口由上至下均布四个风速测点；所述摄像系统是在“L”型结构装置一侧架设一摄像机，用于实时记录受限模拟环境内火灾行为。

其中，所述环境风模拟系统内轴流风机设置调速阀门，风速可调。

其中，所述环境风模拟系统圆柱形管道底部设置用于支撑风机的多个支撑架。