船舶火災(zāi)的模擬實(shí)驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種船舶火災(zāi)的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，包括密閉艙室，密閉艙室水平放置，密閉艙室的長與高的比例在10：1以內(nèi)；密閉艙室的側(cè)面為透明耐火玻璃，密閉艙室的頂面、底面均采用設(shè)于不銹鋼板內(nèi)的復(fù)合巖棉結(jié)構(gòu)；自動通風(fēng)控制機(jī)構(gòu)，自動通風(fēng)控制機(jī)構(gòu)設(shè)于密閉艙室的上方，自動通風(fēng)控制機(jī)構(gòu)分別與密閉艙室的兩端相連通；火源燃燒系統(tǒng)，火源系統(tǒng)設(shè)于密閉艙室內(nèi)，火源燃燒系統(tǒng)與進(jìn)風(fēng)管之間的距離在1～3米內(nèi)；煙氣監(jiān)控系統(tǒng)，所述煙氣監(jiān)控系統(tǒng)密閉艙室內(nèi)；數(shù)據(jù)采集電腦，數(shù)據(jù)采集電腦通過多通道數(shù)據(jù)采集儀分別與火源燃燒系統(tǒng)以及煙氣監(jiān)控系統(tǒng)相連；數(shù)據(jù)采集電腦還與自動通風(fēng)控制機(jī)構(gòu)相連。
【專利說明】船舶火災(zāi)的模擬實(shí)驗(yàn)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及船舶火災(zāi)的模擬技術(shù)，更具體地說，是涉及一種船舶火災(zāi)的模擬實(shí)驗(yàn)
>J-U ρ?α裝直。

【背景技術(shù)】
[0002]在各類船舶災(zāi)害中，火災(zāi)是主要危害之一，船舶火災(zāi)產(chǎn)生的有毒有害高溫?zé)煔馐窃斐扇藛T傷亡的直接原因。因此，探索一種有效的能直接對船舶火災(zāi)的煙氣運(yùn)動進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)的新方法是很有必要的。目前研究火災(zāi)煙氣蔓延規(guī)律的手段有實(shí)驗(yàn)研究和計算機(jī)數(shù)值模擬，其中計算機(jī)數(shù)值模擬技術(shù)包括場模型技術(shù)、區(qū)域模型技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)模型技術(shù)。作為水上運(yùn)輸工具，船舶艙室具有密封性，空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各個艙室是一個獨(dú)立的空間，而整體上是一個具有獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)，單一的火災(zāi)蔓延模型并不能完全從局部到整體全面表征船舶火災(zāi)及煙氣的運(yùn)移規(guī)律，現(xiàn)有的火災(zāi)計算模擬與當(dāng)前船舶火災(zāi)事故頻發(fā)的現(xiàn)實(shí)存在矛盾，因此急需整合現(xiàn)有模擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，研究船舶火災(zāi)煙氣場景特性的場模型、區(qū)域模型和網(wǎng)絡(luò)模型間的耦合技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)由局部到整體全面計算船舶火災(zāi)發(fā)生后的場景特性。這就需要建立船舶火災(zāi)場景特性的場-區(qū)-網(wǎng)耦合模擬實(shí)驗(yàn)平臺，將船舶火災(zāi)的場、區(qū)、網(wǎng)三種技術(shù)手段結(jié)合起來，開發(fā)三者之間的耦合技術(shù)，以全面表征具有復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)的船舶火災(zāi)場景特性。然而，船舶火災(zāi)場-區(qū)-網(wǎng)耦合模擬模型的研究鮮少，未見有建立相關(guān)實(shí)驗(yàn)裝置的文獻(xiàn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種船舶火災(zāi)的模擬實(shí)驗(yàn)裝置。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
[0005]一種船舶火災(zāi)的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，包括:
[0006]密閉艙室，所述密閉艙室水平放置，所述密閉艙室呈長方體結(jié)構(gòu)，其長、寬、高的范圍分別為10?20米、0.6?1.2米、1.0?2.0米，其中，所述密閉艙室的長與高的比例在10:1以內(nèi)；所述密閉艙室的側(cè)面為透明耐火玻璃，所述密閉艙室的頂面、底面均采用設(shè)于不銹鋼板內(nèi)的復(fù)合巖棉結(jié)構(gòu)；
[0007]自動通風(fēng)控制機(jī)構(gòu)，所述自動通風(fēng)控制機(jī)構(gòu)設(shè)于所述密閉艙室的上方，所述自動通風(fēng)控制機(jī)構(gòu)分別與所述密閉艙室的兩端相連通；
[0008]火源燃燒系統(tǒng)，所述火源燃燒系統(tǒng)設(shè)于密閉艙室內(nèi)，所述火源燃燒系統(tǒng)與自動通風(fēng)控制機(jī)構(gòu)中的進(jìn)風(fēng)管之間的距離在I?3米內(nèi)；
[0009]煙氣監(jiān)控系統(tǒng)，所述煙氣監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)于密閉艙室內(nèi)；
[0010]數(shù)據(jù)采集電腦，所述數(shù)據(jù)采集電腦通過多通道數(shù)據(jù)采集儀分別與所述火源燃燒系統(tǒng)以及所述煙氣監(jiān)控系統(tǒng)相連；所述數(shù)據(jù)采集電腦還與自動通風(fēng)控制機(jī)構(gòu)相連。
[0011]所述自動通風(fēng)控制機(jī)構(gòu)包括進(jìn)風(fēng)管、出風(fēng)管、軸流式防爆排煙風(fēng)機(jī)以及通風(fēng)控制系統(tǒng)，所述進(jìn)風(fēng)管以及出風(fēng)管的橫截面均為正方形，所述進(jìn)風(fēng)管以及出風(fēng)管分別設(shè)于密閉艙室兩端的上方，所述進(jìn)風(fēng)管以及出風(fēng)管分別通過閥門與密閉艙室相連通，所述軸流式防爆排煙風(fēng)機(jī)與所述出風(fēng)管的出口相連通；所述通風(fēng)控制系統(tǒng)分別與閥門以及軸流式防爆排煙風(fēng)機(jī)相連；所述通風(fēng)控制系統(tǒng)還與數(shù)據(jù)采集電腦相連。
[0012]所述火源燃燒系統(tǒng)包括燃燒系統(tǒng)、燃料供應(yīng)系統(tǒng)以及火源控制系統(tǒng)，
[0013]所述燃燒系統(tǒng)包括橫截面為圓形的油盤，所述油盤的直徑范圍:10?50厘米；所述油盤內(nèi)還設(shè)有電加熱絲；
[0014]所述燃料供應(yīng)系統(tǒng)包括裝有液體燃料的筒體，所述筒體內(nèi)設(shè)有兩塊自上而下放置的擋板，其中，
[0015]一擋板的上端的水平位置高于所述油盤內(nèi)的液體燃料的油面的水平位置，該擋板的下端設(shè)于筒體的底部的上方；另一擋板的下端與所述筒體的底部固定連接，其上端與所述油盤內(nèi)的液體燃料的油面在同一個水平面上；所述擋板將筒體分為三個油腔，其中，第一油腔以及第二油腔的底部連通，第三油腔內(nèi)設(shè)有油泵，所述油泵通過輸油導(dǎo)管與所述第二油腔相連通；所述兩擋板之間的油腔為第二油腔；
[0016]所述電加熱絲以及所述油泵分別與所述火源控制系統(tǒng)相連；
[0017]所述筒體的下方以及油盤的下方分別設(shè)有電子天平，所述電子天平分別通過多通道數(shù)據(jù)采集儀與數(shù)據(jù)采集電腦相連。
[0018]所述煙氣監(jiān)控系統(tǒng)包括溫度檢測機(jī)構(gòu)、風(fēng)速檢測機(jī)構(gòu)、煙氣濃度檢測機(jī)構(gòu)以及壓力檢測機(jī)構(gòu)。
[0019]所述溫度檢測機(jī)構(gòu)包括若干組溫度傳感器，各組溫度傳感器沿密閉艙室的軸線均勻間隔設(shè)于密閉艙室內(nèi)，所述每組溫度傳感器內(nèi)包括若干個自上而下均勻間隔垂直排列的溫度傳感器；每個溫度傳感器分別通過多通道數(shù)據(jù)采集儀與數(shù)據(jù)采集電腦相連。
[0020]所述壓力檢測機(jī)構(gòu)包括若干個壓力傳感器，所述壓力傳感器在同一個水平面內(nèi)設(shè)于火源燃燒系統(tǒng)的下風(fēng)口的密閉艙室的頂面的中心線下方，該水平面與所述密閉艙室的頂面的距離在5cm以內(nèi)；每個壓力傳感器分別通過多通道數(shù)據(jù)采集儀與數(shù)據(jù)采集電腦相連。
[0021]所述煙氣濃度檢測機(jī)構(gòu)包括若干個煙霧傳感器，所述煙霧傳感器的前端通過能夠閉合的煙氣濃度取樣孔伸入密閉艙室內(nèi)，所述煙氣濃度取樣孔設(shè)于密閉艙室的同一側(cè)面上，所述煙氣濃度取樣孔連成的直線為一水平線，該水平線距離密閉艙室的頂面的距離在30厘米以內(nèi)；所述煙氣濃度取樣孔均設(shè)于火源燃燒系統(tǒng)的下風(fēng)口 ；所述煙霧傳感器分別通過多通道數(shù)據(jù)采集儀與數(shù)據(jù)采集電腦相連。
[0022]所述風(fēng)速檢測機(jī)構(gòu)設(shè)于密閉艙室的橫截面上，所述風(fēng)速檢測機(jī)構(gòu)與所述自動通風(fēng)控制機(jī)構(gòu)中的出風(fēng)管的水平距離大于三倍通道的當(dāng)量直徑；所述風(fēng)速檢測機(jī)構(gòu)包括均勻間隔垂直排列的若干組風(fēng)速傳感器，每組風(fēng)速傳感器內(nèi)包括若干個風(fēng)速傳感器，其中，相鄰四個風(fēng)速傳感器構(gòu)成的矩形面積在0.05m2以內(nèi)；所述風(fēng)速傳感器分別通過多通道數(shù)據(jù)采集儀與數(shù)據(jù)采集電腦相連。
[0023]還包括標(biāo)尺，所述標(biāo)尺水平設(shè)于密閉艙室的側(cè)面的上端。
[0024]還包括液壓式升降平臺，所述液壓式升降平臺分別設(shè)于密閉艙室兩端的下方，所述液壓式升降平臺調(diào)節(jié)密閉艙室與水平面的傾斜夾角，傾斜夾角的調(diào)節(jié)范圍為±15°。
[0025]所述自動通風(fēng)控制機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)煙氣在所述火源燃燒系統(tǒng)下風(fēng)口方向由分層到完全沉降的臨界點(diǎn)，所述臨界點(diǎn)滿足以下條件:
[0026]

【權(quán)利要求】
1.一種船舶火災(zāi)的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，包括: 密閉艙室，所述密閉艙室水平放置，所述密閉艙室呈長方體結(jié)構(gòu)，其長、寬、高的范圍分別為10?20米、0.6?1.2米、1.0?2.0米，其中，所述密閉艙室的長與高的比例在10:1以內(nèi)；所述密閉艙室的側(cè)面為透明耐火玻璃，所述密閉艙室的頂面、底面均采用設(shè)于不銹鋼板內(nèi)的復(fù)合巖棉結(jié)構(gòu)； 自動通風(fēng)控制機(jī)構(gòu)，所述自動通風(fēng)控制機(jī)構(gòu)設(shè)于所述密閉艙室的上方，所述自動通風(fēng)控制機(jī)構(gòu)分別與所述密閉艙室的兩端相連通； 火源燃燒系統(tǒng)，所述火源燃燒系統(tǒng)設(shè)于密閉艙室內(nèi)，所述火源燃燒系統(tǒng)與自動通風(fēng)控制機(jī)構(gòu)中的進(jìn)風(fēng)管之間的距離在I?3米內(nèi)； 煙氣監(jiān)控系統(tǒng)，所述煙氣監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)于密閉艙室內(nèi)； 數(shù)據(jù)采集電腦，所述數(shù)據(jù)采集電腦通過多通道數(shù)據(jù)采集儀分別與所述火源燃燒系統(tǒng)以及所述煙氣監(jiān)控系統(tǒng)相連；所述數(shù)據(jù)采集電腦還與自動通風(fēng)控制機(jī)構(gòu)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于， 所述自動通風(fēng)控制機(jī)構(gòu)包括進(jìn)風(fēng)管、出風(fēng)管、軸流式防爆排煙風(fēng)機(jī)以及通風(fēng)控制系統(tǒng)，所述進(jìn)風(fēng)管以及出風(fēng)管的橫截面均為正方形，所述進(jìn)風(fēng)管以及出風(fēng)管分別設(shè)于密閉艙室兩端的上方，所述進(jìn)風(fēng)管以及出風(fēng)管分別通過閥門與密閉艙室相連通，所述軸流式防爆排煙風(fēng)機(jī)與所述出風(fēng)管的出口相連通；所述通風(fēng)控制系統(tǒng)分別與閥門以及軸流式防爆排煙風(fēng)機(jī)相連；所述通風(fēng)控制系統(tǒng)還與數(shù)據(jù)采集電腦相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于， 所述火源燃燒系統(tǒng)包括燃燒系統(tǒng)、燃料供應(yīng)系統(tǒng)以及火源控制系統(tǒng)， 所述燃燒系統(tǒng)包括橫截面為圓形的油盤，所述油盤的直徑范圍:10?50厘米；所述油盤內(nèi)還設(shè)有電加熱絲； 所述燃料供應(yīng)系統(tǒng)包括裝有液體燃料的筒體，所述筒體內(nèi)設(shè)有兩塊自上而下放置的擋板，其中， 一擋板的上端的水平位置高于所述油盤內(nèi)的液體燃料的油面的水平位置，該擋板的下端設(shè)于筒體的底部的上方； 另一擋板的下端與所述筒體的底部固定連接，其上端與所述油盤內(nèi)的液體燃料的油面在同一個水平面上； 所述擋板將筒體分為三個油腔，其中，第一油腔以及第二油腔的底部連通，第三油腔內(nèi)設(shè)有油泵，所述油泵通過輸油導(dǎo)管與所述第二油腔相連通；所述兩擋板之間的油腔為第二油腔； 所述電加熱絲以及所述油泵分別與所述火源控制系統(tǒng)相連； 所述筒體的下方以及油盤的下方分別設(shè)有電子天平，所述電子天平分別通過多通道數(shù)據(jù)采集儀與數(shù)據(jù)采集電腦相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于， 所述煙氣監(jiān)控系統(tǒng)包括溫度檢測機(jī)構(gòu)、風(fēng)速檢測機(jī)構(gòu)、煙氣濃度檢測機(jī)構(gòu)以及壓力檢測機(jī)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于， 所述溫度檢測機(jī)構(gòu)包括若干組溫度傳感器，各組溫度傳感器沿密閉艙室的軸線均勻間隔設(shè)于密閉艙室內(nèi)，所述每組溫度傳感器內(nèi)包括若干個自上而下均勻間隔垂直排列的溫度傳感器；每個溫度傳感器分別通過多通道數(shù)據(jù)采集儀與數(shù)據(jù)采集電腦相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于， 所述壓力檢測機(jī)構(gòu)包括若干個壓力傳感器，所述壓力傳感器在同一個水平面內(nèi)設(shè)于火源燃燒系統(tǒng)的下風(fēng)口的密閉艙室的頂面的中心線下方，該水平面與所述密閉艙室的頂面的距離在5cm以內(nèi)；每個壓力傳感器分別通過多通道數(shù)據(jù)采集儀與數(shù)據(jù)采集電腦相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于， 所述煙氣濃度檢測機(jī)構(gòu)包括若干個煙霧傳感器，所述煙霧傳感器的前端通過能夠閉合的煙氣濃度取樣孔伸入密閉艙室內(nèi)，所述煙氣濃度取樣孔設(shè)于密閉艙室的同一側(cè)面上，所述煙氣濃度取樣孔連成的直線為一水平線，該水平線距離密閉艙室的頂面的距離在30厘米以內(nèi)；所述煙氣濃度取樣孔均設(shè)于火源燃燒系統(tǒng)的下風(fēng)口 ；所述煙霧傳感器分別通過多通道數(shù)據(jù)采集儀與數(shù)據(jù)采集電腦相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于， 所述風(fēng)速檢測機(jī)構(gòu)設(shè)于密閉艙室的橫截面上，所述風(fēng)速檢測機(jī)構(gòu)與所述自動通風(fēng)控制機(jī)構(gòu)中的出風(fēng)管的水平距離大于三倍通道的當(dāng)量直徑；所述風(fēng)速檢測機(jī)構(gòu)包括均勻間隔垂直排列的若干組風(fēng)速傳感器，每組風(fēng)速傳感器內(nèi)包括若干個風(fēng)速傳感器，其中，相鄰四個風(fēng)速傳感器構(gòu)成的矩形面積在0.05m2以內(nèi)；所述風(fēng)速傳感器分別通過多通道數(shù)據(jù)采集儀與數(shù)據(jù)采集電腦相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于， 還包括液壓式升降平臺，所述液壓式升降平臺分別設(shè)于密閉艙室兩端的下方，所述液壓式升降平臺調(diào)節(jié)密閉艙室與水平面的傾斜夾角，傾斜夾角的調(diào)節(jié)范圍為±15°。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于， 所述自動通風(fēng)控制機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)煙氣在所述火源燃燒系統(tǒng)下風(fēng)口方向由分層到完全沉降的臨界點(diǎn)，所述臨界點(diǎn)滿足以下條件:
式中:(FJct弗氏判別式； λ為上部熱煙氣流厚度與密閉艙室高度的比值； Z為密閉艙室上部的熱煙氣流高度； h為密閉艙室高度。
【文檔編號】G09B9/00GK104167118SQ201410336054
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月15日
【發(fā)明者】焦宇, 汪金輝, 康與濤, 吳玉劍, 許濤, 陳偉炯 申請人:上海海事大學(xué)