[实用新型]一种模拟高温高速颗粒点火特性的实验装置

说明书

本实用新型所述的一种模拟高温高速颗粒点火特性的实验装置，包括：固体颗粒加热子系统、调节热固体颗粒加速大小和方向的固体颗粒加速子系统、容纳可燃物的可燃物子系统和数据监测子系统。本实用新型可分别设定不同尺寸、温度、速度的固体颗粒与可燃物各种接触角度下，不同材质可燃物点火和碰撞特性研究的相应实验参数；实时追踪颗粒温度和速度变化规律，记录颗粒与可燃物表面碰撞过程及点火过程的无焰热解和有焰点火过程的形貌结构特征；可模拟常规或极端火灾条件高温高速颗粒对可燃物点火特性测试的消防研究实验功能，还可用于高温移动颗粒撞击固体可燃物的碰撞特性及形变测试实验研究。

技术领域

本实用新型涉及本实用新型涉及火灾实验测试领域，尤其涉及高温高速颗粒点燃可燃物的点火特性研究的实验装置。

背景技术

所有火灾都始于点火，火灾事故调查最重要工作之一是确定火灾是如何点火的。现阶段学术界，将点火分为火焰（直接接触式点燃）、辐射（非接触式点燃）及飞火（非接触式点火）三类。飞火是环境风、热气流或重力作用将未燃尽的炽热可燃物颗粒（飞火颗粒）输运到火前锋前方（炽热颗粒产生之外的地方），落地时引燃地表可燃物，形成新的火点，导致火灾加速跳跃式蔓延。飞火点火中的高温颗粒一方面是热传导热源，另一方面可作为热解气体的先导点燃源，因而与传统火蔓延（直接接触式点燃和非接触式辐射点燃）的点燃方式有本质不同。飞火颗粒本质上是一高温且以一定速度运动的热源，因此需要对高温运动颗粒的点火特性开展研究。研究表明，环境风作用产生的飞火颗粒是加速火灾蔓延的主要影响因素之一，例如2019年9月的加利福尼亚大火，时速超过102英里（45.6 m/s）的环境风是推动火蔓延的重要原因。因此，环境风作用下高温颗粒不同冲击速度点燃可燃物的影响因素、临界冲击速度等问题的探讨是十分迫切且必要的。

目前暂没有相关可进行高温颗粒的高速碰撞和点燃可燃物表面的实验装置。现有的实验加速动作的装置如专利申请号201910996064.4的专利文件，公开了一种适用于常温楔形体加速倾斜入水的试验装置，包括：框架、放置于框架下方的水箱、安装在框架上方的加速装置、与框架相连的倾斜装置、与倾斜装置相连的楔形体和观测系统。但其存在以下问题：1、该装置的设计仅适用于常温楔形体加速倾斜入水的特性研究，实验装置的使用范围有限；2、该装置未实现气缸动作启动的自动化控制功能；3、气缸活塞与被加速装置（楔形体）直接连接，不要求气缸活塞动作的时效性。

综上所述，开发出一种整体尺寸适中、速度调节范围宽、实验所需条件较低且实施方便的高温高速颗粒点火特性研究方法是目前急需解决的技术问题。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型公开了一种不同尺寸、温度及速度固体颗粒在碰撞不同材质可燃物后发生点火的可视化实验装置，不仅具有模拟常规火灾、极端火灾条件高温高速颗粒对可燃物点火特性测试的消防研究实验的功能，还可用于高温移动颗粒撞击固体可燃物的碰撞特性及形变测试实验研究。

一种模拟高温高速颗粒点火特性的实验装置，

包括固体颗粒加热子系统、固体颗粒加速子系统、可燃物子系统、数据监测子系统；

所述固体颗粒加热子系统用于调控不同尺寸固体颗粒的温度，并将加热后的固体颗粒输运至其后端的固体颗粒加速子系统；

所述固体颗粒加速子系统用于调节热固体颗粒的加速大小和方向，使加速后的热颗粒以不同角度碰撞位于其下方的可燃物表面；

所述可燃物子系统用于容纳可燃物，并使所述可燃物随可燃物子系统的转动而调节与热固体颗粒接触的角度；

所述数据监测系统用于监测实验过程。