一種環(huán)境風(fēng)作用下寬闊水面油池火燃燒模擬裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于火災(zāi)安全技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種寬闊水面油池火燃燒模擬裝置，特別涉及一種環(huán)境風(fēng)作用下寬闊水面油池火燃燒模擬裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，在海上石油開采與運輸過程中，溢油事故時有發(fā)生，泄漏的燃油會在海洋表面形成大范圍的油池火災(zāi)，造成重大的經(jīng)濟(jì)損失與海洋環(huán)境破壞。因此，對于寬闊水面油池火災(zāi)的研究，特別是對于環(huán)境風(fēng)作用下寬闊水面油池火的研究日漸成為重點?，F(xiàn)階段，對于水面油池火災(zāi)的研究主要有小尺寸、大尺寸實驗研究和數(shù)值模擬研究。大尺寸試驗由于規(guī)模較大，試驗費用較高，試驗場地有限，使得試驗的重復(fù)性受到限制;數(shù)值模擬研究的準(zhǔn)確性對邊界條件和燃料物性參數(shù)的正確設(shè)置依賴度較高，而海洋環(huán)境復(fù)雜多變、泄漏燃油多為混合物，難以準(zhǔn)確設(shè)置模擬參數(shù)，且所建模型計算的有效性需要通過試驗來進(jìn)一步驗證;而開展小尺寸試驗可以彌補(bǔ)大尺寸試驗和數(shù)值模擬研究的不足，很好滿足試驗的全面性和可重復(fù)性。
[0003]目前研究小尺寸水面油池火模擬實驗，多是使用受限油池或在模擬油罐下方添加墊水層來模擬水面油池火的燃燒條件，但這些燃燒模擬裝置存在著重大的缺陷:
[0004](I)油池火面積與水面面積相同。實際海洋燃油泄漏形成的油池火為寬闊水面油池火，即水面面積相比油池火面積可近似為無限大，而現(xiàn)有的燃燒裝置通過在油層下方添加墊水層來模擬水面油池火，使水層面積與油池火面積一致，與實際泄漏形成的油池火情況不符；
[0005](2)壁面?zhèn)鳠嶙饔迷斐蓪嶒炚`差?，F(xiàn)有燃燒裝置的油盤在實驗過程中，燃油液面高度會隨著燃燒反應(yīng)逐漸降低，導(dǎo)致壁面?zhèn)鳠嵩谌紵龑嶒灍醾鬟f過程中的作用不可忽略，這與實際的寬闊水面油池火無壁面燃燒的傳熱過程存在明顯不同，使實驗結(jié)果與實際的寬闊水面油池火燃燒存在偏差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種環(huán)境風(fēng)作用下寬闊水面油池火燃燒模擬裝置，可有效模擬海洋燃油泄漏油池火災(zāi)的燃燒環(huán)境與條件，消除燃燒過程中壁面?zhèn)鳠嶙饔脤θ紵挠绊?，提高水面油池火模擬實驗的可重復(fù)性。
[0007]—種環(huán)境風(fēng)作用下寬闊水面油池火燃燒模擬裝置，其特征是:包括橫向風(fēng)系統(tǒng)、寬闊水面油池火模擬系統(tǒng)和設(shè)置于寬闊水面油池火模擬系統(tǒng)旁側(cè)且與之形成連通系統(tǒng)的液面穩(wěn)定系統(tǒng)。
[0008]所述橫向風(fēng)系統(tǒng)主要由整流罩、軸流風(fēng)機(jī)、數(shù)字變頻器、整流板、熱線風(fēng)速儀、支撐架和固定支架組成，所述整流罩為圓筒形結(jié)構(gòu)且底部設(shè)有固定支架，所述整流罩內(nèi)部一側(cè)安裝有與數(shù)字變頻器相連接的軸流風(fēng)機(jī)，整流罩內(nèi)部中部安裝有外徑與整流罩內(nèi)徑相同的圓形橫向整流板，整流罩內(nèi)部另一側(cè)設(shè)置有固定在支撐架上的熱線風(fēng)速儀。
[0009]所述寬闊水面油池火模擬系統(tǒng)主要由水池、油池、油池支架、L型PC管和承重架組成，所述水池底部設(shè)有承重架，水池由不銹鋼材質(zhì)制成且前后采用高透光玻璃，所述承重架為具有一定高度的四角鋼結(jié)構(gòu)，所述油池下端固定于安裝在水池底面的油池支架上，油池由耐高溫Pyrex透明玻璃材質(zhì)制成、呈圓柱形結(jié)構(gòu)且位于水池中央，所述油池采用中空設(shè)計且頂部與水池齊平，底部與水池相連通，所述L型PC管上端出口到達(dá)油池頂部，下端出口通過水池底部的圓孔與液面穩(wěn)定系統(tǒng)的不銹鋼軟管乙相連，形成連通器系統(tǒng)。
[0010]所述液面穩(wěn)定系統(tǒng)主要由穩(wěn)定框架、上層承重平臺、下層承重平臺、儲油池、補(bǔ)給池、回收池、補(bǔ)給口、溢油口、閥門甲、閥門乙、不銹鋼軟管甲、不銹鋼軟管乙和地腳螺栓組成，所述穩(wěn)定框架上下端分別設(shè)有放置儲油池的上層承重平臺、放置補(bǔ)給池和回收池的下層承重平臺，下層承重平臺底部安裝有四個對稱的高度可調(diào)的地腳螺栓，所述儲油池依靠不銹鋼軟管甲與補(bǔ)給池相連并向補(bǔ)給池提供燃油，所述補(bǔ)給池在定高點設(shè)有溢油口、補(bǔ)給口且補(bǔ)給口高度低于溢油口，補(bǔ)給池依次通過補(bǔ)給口、不銹鋼軟管乙丄型？(:管下端出口與寬闊水面油池火模擬系統(tǒng)相連形成連通器系統(tǒng)，所述回收池位于外延溢油口的正下方，所述閥門甲和閥門乙可分別控制儲油池、補(bǔ)給池燃油流速。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明可以提供相似度較高的環(huán)境風(fēng)作用下寬闊水面油池火的燃燒條件;消除模擬實驗過程中，液面降低引起的壁面?zhèn)鳠嶙饔脤?dǎo)致的實驗誤差;通過調(diào)節(jié)補(bǔ)給池高度連續(xù)控制油池初始液面高度，提高燃燒實驗的可重復(fù)率;整個模擬裝置的誤差小，靈活性高，重復(fù)性強(qiáng)。
【附圖說明】
[0012]附圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]附圖2是本發(fā)明的橫向風(fēng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]附圖3是本發(fā)明的寬闊水面油池火模擬系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]附圖4是本發(fā)明的液面穩(wěn)定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]上圖中:橫向風(fēng)系統(tǒng)1、寬闊水面油池火模擬系統(tǒng)2、液面穩(wěn)定系統(tǒng)3、整流罩4、軸流風(fēng)機(jī)5、數(shù)字變頻器6、整流板7、熱線風(fēng)速儀8、支撐架9、固定支架10、水池11、油池12、油池支架13、L型PC管14、承重架15、穩(wěn)定框架16、上層稱重平臺17、下層承重平臺18、儲油池19、補(bǔ)給池20、回收池21、補(bǔ)給口 22、溢油口 23、閥門甲24、閥門乙25、不銹鋼軟管甲26、不銹鋼軟管乙27、地腳螺栓28。
【具體實施方式】
結(jié)合附圖1-4，對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述:
[0017]參見附圖1，一種環(huán)境風(fēng)作用下寬闊水面油池火燃燒模擬裝置，包括橫向風(fēng)系統(tǒng)1、寬闊水面油池火模擬系統(tǒng)2以及設(shè)置于寬闊水面油池火模擬系統(tǒng)2旁側(cè)且與之形成連通系統(tǒng)的液面穩(wěn)定系統(tǒng)3，所述橫向風(fēng)系統(tǒng)I提供穩(wěn)定的橫向風(fēng)，用以模擬實驗所需的環(huán)境風(fēng)，所述寬闊水面油池火模擬系統(tǒng)2用于提供寬闊水面油池火的燃燒平臺，所述液面穩(wěn)定系統(tǒng)3依靠不銹鋼軟管乙27連接L型PC管14，與寬闊水面油池火模擬系統(tǒng)2形成連通器系統(tǒng)，用于控制實驗過程中燃油液面高度恒定不變，一方面消除因液面高度降低引起的壁面?zhèn)鳠嶙饔?，另一方面可在一定范圍?nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)液面高度滿足實驗要求。
[0018]參見附圖2，所述橫向風(fēng)系統(tǒng)I由整流罩4、軸流風(fēng)機(jī)5、數(shù)字變頻器6、整流板7、熱線風(fēng)速儀8、支撐架9和固定支架10組成，所述整流罩4為圓筒形結(jié)構(gòu)且底部設(shè)有固定支架10，所述整流罩4內(nèi)部一側(cè)安裝有與數(shù)字變頻器6相連接的軸流風(fēng)機(jī)5，整流罩4內(nèi)部中部安裝有外徑與整流罩4內(nèi)徑相同的圓形橫向整流板7，整流罩4內(nèi)部另一側(cè)設(shè)置有固定在支撐架9上的熱線風(fēng)速儀8;通過調(diào)節(jié)數(shù)字變頻器6，控制軸流風(fēng)機(jī)5的轉(zhuǎn)速，軸流風(fēng)機(jī)5出風(fēng)口端獲得的風(fēng)流流過整流板7后，轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢L(fēng)速的穩(wěn)定橫向風(fēng)，進(jìn)而流過熱線風(fēng)速儀8，確定橫向風(fēng)系統(tǒng)I所提供的環(huán)境風(fēng)風(fēng)速大小，這樣就可以模擬小尺寸風(fēng)洞結(jié)構(gòu)。
[0019]參見附圖3，所述寬闊水面油池火模擬系統(tǒng)2由水池11、油池12、油池支架13、L型PC管14和承重架15組成，所述水池11底部設(shè)有承