[发明专利]一种使用气体燃料的运动火灾动模型试验装置

说明书

本发明公开了一种使用气体燃料的运动火灾动模型试验装置，包括车头和主体，车头与主体连接；主体的内部设有内腔，内腔内设有燃料气罐、减压器、过滤器、流量计和气体燃烧器，燃料气罐、减压器、过滤器、流量计、气体燃烧器通过橡胶软管依序连接；主体的顶部设有开口，开口与气体燃烧器正对布置；流量计上设有流量调节旋钮；该运动火灾动模型试验装置，使用气体燃料进行，有效防止在试验过程中发生燃料飞溅的情况，可以有效提高运动火灾动模型试验的安全性；其中通过流量计记录气体流量的大小，流量计上设有流量调节旋钮，可以预先设定调节燃料气体流量的大小，以获得不同的热释放速率，进而针对运动火灾燃烧特性展开精确、定量的参数化研究。

技术领域

本发明涉及燃烧试验技术装置的技术领域，尤其涉及一种使用气体燃料的运动火灾动模型试验装置。

背景技术

运动是载运工具的本质属性，也是其进行客货运输的前提；载运工具在行驶途中起火会形成运动火灾，这是由于其运行速度高导致紧急制动距离长，很难立即停止运行，尤其当车辆在通过隧道等特殊区段发生火灾时，为便于疏散救援，也会持续运行直至驶出隧道或驶至紧急救援站；载运工具着火后持续运行，火源位置在空间内快速移动，容易诱发多处火灾。此外，空气动力学效应也会影响火羽流与周围空气之间的湍流卷吸过程，诱导形成新的火羽流行为；这不仅会改变火灾燃烧过程中的传热机制，助氧燃烧导致火灾规模增大，也会造成火灾烟气输运时空特征难以预测，给人员疏散和应急救援带来巨大挑战；因此，开展运动火灾燃烧特性研究可以丰富现有火灾科学理论体系，为载运工具运动火灾防控提供必要的理论指导和技术支撑。

目前，国内外学者主要通过相对运动风洞试验和绝对运动动模型试验研究运动火灾燃烧特性。现有研究表明，利用相对运动风洞试验研究运动火灾具有一定的局限性，具体表现在在地面效应方面、隧道内传热机制和压力波动方面，而绝对运动动模型试验更能准确反映运动火灾燃烧的一般规律；研制运动火灾动模型试验装置是开展试验研究的前提和必要条件。

现有运动火灾动模型试验装置普遍采用液体燃料，主要存在以下问题：其一是试验过程中液体燃料容易飞溅，存在安全隐患，这导致现有运动火灾动模型试验速度普遍不高，不能充分揭示运动火灾燃烧行为规律；其二，动模型试验装置运动时会产生振动，给液体燃料质量损失速率的准确测量带来挑战。有学者提出，试验结束后灭火测量剩余燃料质量，得出试验前后液体燃料的质量损失，再除以运动时间即可得出整个过程中平均质量损失速率。这种方法会引入较大的试验误差，不能精确揭示运动火灾燃烧速率的演化规律。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种可避免燃料飞溅、质量损失测量准确的运动火灾动模型试验装置。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种使用气体燃料的运动火灾动模型试验装置，包括车头和主体，所述车头与所述主体连接；所述主体的内部设有内腔，所述内腔内设有燃料气罐、减压器、过滤器、流量计和气体燃烧器，所述燃料气罐、所述减压器、所述过滤器、所述流量计、所述气体燃烧器通过橡胶软管依序连接；所述主体的顶部设有开口，所述开口与所述气体燃烧器正对布置；所述流量计上设有流量调节旋钮。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述车头的顶部与两侧均呈弧面状，且沿远离所述主体的方向，所述车头的纵向截面面积逐渐减小。

所述主体包括可开启侧板，所述可开启侧板的下端与所述主体的底部铰接。

所述可开启侧板上设有燃气紧急关闭孔；所述燃料气罐上设有瓶口阀门旋钮，所述瓶口阀门旋钮通过所述燃气紧急关闭孔伸出至所述内腔外。

所述流量计包括独立电池。

所述流量计包括数字显示屏。

所述气体燃烧器包括增压腔和整流段，

所述开口的尺寸与所述气体燃烧器的出火面的尺寸相同。