一種可拼接式運動火源隧道火災模擬實驗裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種可拼接式運動火源隧道火災模擬實驗裝置。
【背景技術】
[0002]隨著全球社會和經濟的飛速發(fā)展，隧道的使用變得很普遍，而且還將建設更多的隧道。近年來屢屢發(fā)生的重大隧道火災事故，而火災事故一旦發(fā)生，大量堆積的可燃物劇烈的燃燒極有可能造成人員的傷亡和財產的巨大損失。重載隧道火災事故中，可燃物燃燒特點、隧道內溫度場更為復雜。
[0003]目前，隧道火災試驗研宄主要有兩種方式原尺寸試驗和縮比例尺寸試驗研宄。對于原尺寸試驗一般需要廢棄的隧道，試驗條件很難滿足，常采用的研宄方式為縮比例尺寸研宄。它的優(yōu)點是易于建立隧道模型，便于改變參數以及工況(不同通風條件、不同火源大小、不同火源位置，不同列車運動速度等)，成本低廉、操作方便、可重復操作等優(yōu)勢。對真實隧道火災研宄具有重要參考價值?，F今，國內外研宄人員對于固定位置火源的隧道火災研宄較多，但是對于運動火源的隧道火災的實驗研宄還是較少。
[0004]運輸鐵路中列車一般都有大量的可燃物，隧道內運載大量可燃物質的列車一旦起火，往往會誘發(fā)大面積著火，造成隧道內溫度快速升高、隧道大面積結構損傷，導致隧道的結構穩(wěn)定性發(fā)生破壞，消防安全度迅速降低。同時大面積的著火可能會造成洞口附近大量的火焰噴射、高溫熱輻射，給消防撲救人員的人身安全帶來極大威脅。
[0005]目前，一些學者對于運動式火源隧道火災特征已開展了初步的研宄。徐志勝等人建立了 1:5的旅客列車臥鋪車廂模型，利用該模型研宄了隧道內不同列車運行速度、不同火源等火災場景下的旅客列車火災特征及其煙氣蔓延規(guī)律。鄧軍等人對隧道內動態(tài)火源下的隧道火災進行了數值模擬計算，結果表明動態(tài)火源會影響隧道內熱煙氣與冷空氣的動態(tài)循環(huán)過程，火源尾部的渦流會引起一定程度上的阻礙火源附近的熱量傳遞。
[0006]建立試驗模型隧道，探討鐵路隧道火災中，隧道內溫度場的分布，隧道洞口處火溢流形狀特征、隧道洞口附近輻射熱大小，結合鐵路隧道火災下通風方式特點，對其火災下通風因子、空氣卷吸速率進行理論分析，并利用分析結果研宄重載鐵路隧道火災轟然后火災熱釋放速率大小，對鐵路隧道的消防設計、綜合防火以及消防救援都有著借鑒和指導作用。

【發(fā)明內容】

[0007]為了解決目前隧道內運動火源火災沒有較好的模擬實驗裝置來提供相關參考數據的技術問題，本實用新型提供一種將整體的模擬隧道碎片化，由小部分的隧道模塊組裝試驗用的單線隧道模型或者雙線隧道模型，便于組裝，也降低實驗耗材的可拼接式運動火源隧道火災模擬實驗裝置。
[0008]為了實現上述技術目的，本實用新型的技術方案是，
[0009]一種可拼接式運動火源隧道火災模擬實驗裝置，包括模擬隧道模塊、運動火源裝置、底面固定軌道和數據采集系統(tǒng)，所述的底面固定軌道設置于模擬隧道模塊內的底面上，運動火源裝置設于底面固定軌道上并可沿底面固定軌道運動，所述的數據采集系統(tǒng)用于采集相關數據；
[0010]所述的模擬隧道模塊包括多個依次連接的模擬隧道段，所述的模擬隧道段是由內外兩層不銹鋼板以及設置于兩層不銹鋼板之間的隔熱石棉組成；
[0011]所述的運動火源裝置是設有驅動系統(tǒng)的由防火裝置隔開為上下兩部分的鐵皮小車，上部分設有可調節(jié)火源面積大小的可變油盤，下部分設有用于稱量油盤質量的質量傳感器，所述的驅動系統(tǒng)包括電動機、滑輪和繩索，電動機固定于模擬隧道模塊的一端出口夕卜，繩索一端連接在鐵皮小車上，另一端纏繞在由電動機驅動的卷筒上，滑輪固定在地面上，繩索穿過滑輪；
[0012]所述的底面固定軌道包括兩條角鋼軌道和底板，兩條角鋼軌道平行的固定于底板上，運動火源裝置設于兩條角鋼軌道上；
[0013]所述的數據采集系統(tǒng)包括溫度傳感器、能見度測試儀、壓力傳感器、攝像機和上位機，所述的壓力傳感器和能見度測試儀均設置于模擬隧道段頂部的開口處，所述的溫度傳感器包括隧道內溫度傳感器組和隧道外溫度傳感器組，隧道內溫度傳感器組包括多組懸掛于模擬隧道模塊頂部的熱電偶串，每個熱電偶串包括至少兩個熱電偶，隧道外溫度傳感器組設置于模擬隧道模塊一端出口處，包括多個豎直設置的熱電偶樹，攝像機至少包括兩臺高清紅外線攝像機，分別設置于模擬隧道模塊的兩端，上位機接收溫度傳感器、壓力傳感器、攝像機以及質量傳感器的信號。
[0014]所述的一種可拼接式運動火源隧道火災模擬實驗裝置，所述的模擬隧道段包括單線隧道段，所述的單線隧道段包括單線頂棚塊和單線側壁塊，所述的單線頂棚塊為由兩塊對稱的單線頂棚分塊拼接而成的半圓形頂棚塊，所述的單線側壁塊包括兩塊豎直設置的單線側壁分塊，單線隧道段的各分塊的連接端部均設有螺孔并互相通過螺栓固定連接。
[0015]所述的一種可拼接式運動火源隧道火災模擬實驗裝置，所述的模擬隧道段還包括雙線隧道對接段，所述的雙線隧道對接段包括雙線頂棚塊和雙線側壁塊，所述的雙線頂棚塊由一塊水平的雙線頂棚分塊和四分之一圓形雙線頂棚分塊拼接而成，所述的雙線側壁塊包括一塊豎直設置的雙線側壁分塊，雙線隧道段的各分塊的連接端部均設有螺孔，水平的雙線頂棚分塊的一端連接單線頂棚塊，另一端連接四分之一圓形雙線頂棚分塊，其余各分塊的連接端部互相通過螺栓固定連接。
[0016]所述的一種可拼接式運動火源隧道火災模擬實驗裝置，所述的運動火源裝置的上部分側壁上包裹著防火材料，繩索連接于運動火源裝置高度的二分之一處。
[0017]所述的一種可拼接式運動火源隧道火災模擬實驗裝置，所述的隧道內溫度傳感器組采用的是K型鎧裝熱電偶，隧道外溫度傳感器組采用的是K型非鎧裝熱電偶，壓力傳感器采用HM24經濟型壓力變送器，質量傳感器為YZC-516/30kg稱重傳感器
[0018]本實用新型的技術效果在于:
[0019]該模擬測試系統(tǒng)可準確直觀地反應火災下模型隧道內可燃物燃燒特點、溫度場分布特征、高溫熱煙氣蔓延規(guī)律，采用便捷的拼接方式組合隧道模型，可方便的由單線隧道模型轉變?yōu)殡p線隧道模型；隧道火災試驗模型將固定位置火源改進為動態(tài)火源，可簡捷的改變運動火源裝置的位置，亦可使其沿單一方向勻速運動，在操作和經濟成本方面，模擬隧道模塊的制作較為方便，且可以多次利用，便于拆卸和組裝，經濟成本也較為低廉。
[0020]本發(fā)明專利采用模擬隧道多模塊拼接組裝方式，操作便捷，改變了一般的建立整體模型方式，同時采用了移動火源方式模擬，改變較為傳統(tǒng)的固定火源模擬方式，是一種新型的隧道火災模擬測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)測試的溫度場、輻射量、燃料燃燒損失速率等，對于實際隧道火災的研宄探討具有重要的實際意義和應用前景。
[0021]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。
【附圖說明】
[0022]圖1為本實用新型局部立體示意圖:
[0023]圖2為本實用新型單線頂棚分塊示意圖:
[0024]圖3為本實用新型模擬隧道段橫截面圖:
[0025]圖4為本實用新型側壁塊示意圖:
[0026]圖5為本實用新型軌道示意圖:
[0027]圖6為本實用新型運動火源裝置示意圖:
[0028]圖7為本實用新型采集系統(tǒng)示意圖:
[0029]其中，頂棚半圓模塊1，水平的雙線頂棚分塊2，螺孔3，單線側壁塊4，雙線側壁塊5，運動火源裝置6，軌道7，質量傳感器8，滑輪9，電動機10，繩索11，底面防火板12，模擬隧道段頂部的開口 13，鋼板14，石棉15，螺絲16，17，輪子18，19，運動裝置防火板20，油盤21，隧道內溫度傳感器組22，隧道外溫度傳感器組23，上位機24，熱電偶25，攝像機26
【具體實施方式】
[0030]參見附圖，本實用新型包括包括