一种具有多种排烟方式的公路隧道火灾实验装置

本技术涉及隧道火灾安全，具体涉及不同通风方式下公路隧道火灾温度、烟气蔓延及控制的火灾实验装置。

背景技术：

1、进年来，隧道工程建设越来越普遍，随之带来的安全问题也越来越受到广泛关注，特别是隧道火灾事故，隧道一旦发生火灾，会迅速产生大量的高温有毒烟气，同时狭长且相对封闭的空间结构决定了隧道内排烟和散热条件差，不仅严重威胁着广大人民群众的生命安全，在人员疏散和救援方面存在较大难度，还极易造成车辆和隧道设施的损伤和破坏；因此研究地铁隧道火灾烟气蔓延规律，隧道内烟气温度发展规律，并发展烟气控制系统和探索与扑救系统对于保证地铁隧道安全和火灾控制及消防人员救援、受灾人员自救具有重大意义。

2、目前检索到中国专利“一种可变多参量的分岔隧道火灾实验测试平台”公开号：cn211784177u，包括隧道模型、通风装置和燃烧源；隧道模型包括主体隧道和分岔隧道，主体隧道中部一侧设有开口，分岔隧道在开口处与主体隧道连通，主体隧道和分岔隧道底部设有若干用于调节隧道坡度的升降器，分岔隧道底部的升降器底部还设有的基座，基座下方设有若干万向轮；通风装置包括风机和整流罩；燃烧源包括燃烧皿和流量计；虽然该装置可开展不同隧道坡度、不同隧道夹角、不同阻塞比、不同纵向通风等实验条件下分岔隧道内火灾实验，定量分析不同工况条件下分岔隧道火灾的危险性，可以广泛应用在火灾研究领域；但该装置不能改变排烟口的面积、形状，以及排烟口之间的间距。

技术实现思路

1、为了解决上述装置在隧道火灾实验中的不足，本实用新型提供了一种具有多种排烟方式的公路隧道火灾实验装置，该装置设计合理，有利于实现多变量实验。

2、本实用新型有多种排烟方式的公路隧道火灾实验装置，其特征在于，包括：公路隧道模型，所述公路隧道模型由多节可拆卸的矩形截面单元依次连接构成，在公路隧道模型的内下部形成行车道，在公路隧道模型的内上部形成排烟管道，在公路隧道模型的长度方向上设有若干个可启闭的连通行车道与排烟管道的排烟口；

3、所述矩形截面单元包括两端敞口的长方体状外筒壳，相邻矩形截面单元通过敞口端进行连接，在长方体状外筒壳靠近上顶面的位置平行设有可更换的隔板，隔板的下方即作为行车道，隔板的上方即作为排烟管道，不同的隔板上具有不同形状和尺寸，以及间距的排烟口。

4、进一步的，在每一节单元侧面安装有一个能够向外打开的透明防火玻璃门，所述行车道首端可拆连接有前扩散器，前扩散器入口设有变频轴流送风风机，所述排烟管道尾端可拆连接有后扩散器，后扩散器设有变频轴流排烟风机；所述行车道的上顶面排布有热电偶，所述行车道的上顶面设有若干个二氧化碳浓度探测器，所述行车道的底面上设有油盘。

5、进一步的，上述长方体状外筒壳的底面和隔板采用10mm厚的硅酸铝纤维防火板制成，所述长方体状外筒壳的上顶面采用10mm厚的阻燃板制成，所述长方体状外筒壳的侧面采用8mm厚的防火玻璃制成。

6、进一步的，上述排烟口上可拆连接有竖井通道。

7、进一步的，上述长方体状外筒壳的上顶面的阻燃板顶板可拆卸打开，以方便拆卸排烟口所在的隔板，所述隔板可拆卸，以方便更换具有不同排烟口的隔板；当使用一块无排烟口的隔板时，则可作为纵向通风排烟系统；当使用具有排烟口的隔板时，并盖上长方体状外筒壳上顶面的阻燃板顶板则可作为半横向通风排烟系统；当使用具有排烟口的隔板时，拿开阻燃板并把竖井管道连接上排烟口则可作为竖井通风排烟系统。

8、进一步的，上述前扩散器和后扩散器为缩窄的通道，其中前扩散器靠近变频轴流送风风机的一端为窄端，前扩散器远离变频轴流送风风机的一端为扩端，在前扩散器的扩端设有稳流器，该稳流器即为金属网板；其中后扩散器靠近排烟管道的一端为扩端，后扩散器远离排烟管道的一端为窄端，在后扩散器的扩端也设有稳流器。

9、进一步的，上述公路隧道模型行车道顶部设有52个所述热电偶和可移动热电偶树，所述热电偶和可移动热电偶树与公路隧道模型外部的温度采集器、电脑进行通信连接。

10、进一步的，上述行车道末尾布设激光片光源，在行车道内按1：10比例下的人眼高度处以及排烟口处设置若干个浓度采集探头，所述浓度采集探头连接浓度分析模块，所述浓度分析模块与所述数据监测装置进行通信连接。

11、进一步的，上述油盘的下方设有用于称重的天平，天平输出端与所述数据监测装置进行通信连接，所述油盘上设有油料、防火板和点火装置，用于产生油池火源。

12、进一步的，上述公路隧道模型上总共包括六节大小相同的矩形截面单元，所述实验装置外布设有一个高速摄像机。

13、本实用新型可通过更换不同的隔板，从而实现更换不同形状、不同尺寸和不同间距的排烟口，以此来实现多变量的火灾实验。

技术特征：

1.一种具有多种排烟方式的公路隧道火灾实验装置，其特征在于，包括：公路隧道模型，所述公路隧道模型由多节可拆卸的矩形截面单元依次连接构成，在公路隧道模型的内下部形成行车道，在公路隧道模型的内上部形成排烟管道，在公路隧道模型的长度方向上设有若干个可启闭的连通行车道与排烟管道的排烟口；

2.根据权利要求1所述的具有多种排烟方式的公路隧道火灾实验装置，其特征在于，在每一节单元侧面安装有一个能够向外打开的透明防火玻璃门，所述行车道首端可拆连接有前扩散器，前扩散器入口设有变频轴流送风风机，所述排烟管道尾端可拆连接有后扩散器，后扩散器设有变频轴流排烟风机；所述行车道的上顶面排布有热电偶，所述行车道的上顶面设有若干个二氧化碳浓度探测器，所述行车道的底面上设有油盘。

3.根据权利要求2所述的具有多种排烟方式的公路隧道火灾实验装置，其特征在于，所述长方体状外筒壳的底面和隔板采用10mm厚的硅酸铝纤维防火板制成，所述长方体状外筒壳的上顶面采用10mm厚的阻燃板制成，所述长方体状外筒壳的侧面采用8mm厚的防火玻璃制成。

4.根据权利要求3所述的具有多种排烟方式的公路隧道火灾实验装置，其特征在于，所述排烟口上可拆连接有竖井通道。

5.根据权利要求4所述的具有多种排烟方式的公路隧道火灾实验装置，其特征在于，所述长方体状外筒壳的上顶面的阻燃板顶板可拆卸打开，以方便拆卸排烟口所在的隔板，所述隔板可拆卸，以方便更换具有不同排烟口的隔板；当使用一块无排烟口的隔板时，则可作为纵向通风排烟系统；当使用具有排烟口的隔板时，并盖上长方体状外筒壳上顶面的阻燃板顶板则可作为半横向通风排烟系统；当使用具有排烟口的隔板时，拿开阻燃板并把竖井管道连接上排烟口则可作为竖井通风排烟系统。

6.根据权利要求2所述的具有多种排烟方式的公路隧道火灾实验装置，其特征在于，所述前扩散器和后扩散器为缩窄的通道，其中前扩散器靠近变频轴流送风风机的一端为窄端，前扩散器远离变频轴流送风风机的一端为扩端，在前扩散器的扩端设有稳流器，该稳流器即为金属网板；其中后扩散器靠近排烟管道的一端为扩端，后扩散器远离排烟管道的一端为窄端，在后扩散器的扩端也设有稳流器。

7.根据权利要求2所述的具有多种排烟方式的公路隧道火灾实验装置，其特征在于，所述公路隧道模型行车道顶部设有52个所述热电偶和可移动热电偶树，所述热电偶和可移动热电偶树与公路隧道模型外部的温度采集器、电脑进行通信连接。

8.根据权利要求7所述的具有多种排烟方式的公路隧道火灾实验装置，其特征在于，所述行车道末尾布设激光片光源，在行车道内按1：10比例下的人眼高度处以及排烟口处设置若干个浓度采集探头，所述浓度采集探头连接浓度分析模块，所述浓度分析模块与数据监测装置进行通信连接。

9.根据权利要求8所述的具有多种排烟方式的公路隧道火灾实验装置，其特征在于，所述油盘的下方设有用于称重的天平，天平输出端与所述数据监测装置进行通信连接，所述油盘上设有油料、防火板和点火装置，用于产生油池火源。

10.根据权利要求1所述的具有多种排烟方式的公路隧道火灾实验装置，其特征在于，所述公路隧道模型上总共包括六节大小相同的矩形截面单元，所述实验装置外布设有一个高速摄像机。

技术总结
本技术提供一种具有多种排烟方式的公路隧道火灾实验装置，包括：公路隧道模型，所述公路隧道模型由多节可拆卸的矩形截面单元依次连接构成，在公路隧道模型的内下部形成行车道，在公路隧道模型的内上部形成排烟管道，在公路隧道模型的长度方向上设有若干个可启闭的连通行车道与排烟管道的排烟口；本技术可通过更换不同的隔板，从而实现更换不同形状、不同尺寸和不同间距的排烟口，或通过添加竖井通道进行竖井排烟，以此来实现多变量的火灾实验。

技术研发人员：杨健,郑家辉,郑雨航
受保护的技术使用者：福州大学
技术研发日：20230524
技术公布日：2024/1/15