CN106157785A - 一种多功能铁路隧道火灾实验平台 - Google Patents

一种多功能铁路隧道火灾实验平台 Download PDF

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姜学鹏
余璨
王成伟
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Abstract

本发明公开一种多功能铁路隧道火灾实验平台。模型弧形玻璃顶板和前后立面观察窗全部由透明耐火玻璃制作，以方便观测气流运动，隧道主体结构框架和底板由不锈钢材质制作。主隧道各节之间法兰连接，并采用透明的防火胶密封。带排烟口的顶隔板及弧形钢化玻璃顶板为可拆卸式，可根据实验需要选择不同隧道顶板及调整相关尺寸，弧形钢化玻璃顶板用于隧道纵向通风排烟实验，带有排烟口的顶隔板用于集中排烟隧道实验，排烟口上方可安装竖井用于竖井烟囱效应实验。隧道支撑基座为钢结构，平台可进行电动调坡，调坡角度满足0‑10°。该平台可模拟主隧道集中排烟实验、主隧道纵向通风排烟实验、竖井烟囱效应实验，从而获得合理的通风排烟控制方案。

Description

一种多功能铁路隧道火灾实验平台
技术领域
本发明涉及铁路隧道火灾安全技术领域，具体涉及一种多功能铁路隧道火灾实验平台。
背景技术
随着铁路隧道工程的发展，长隧道的规模和数量也日益增多，为了保障隧道安全的运营，需要通过模拟实验来指导通风排烟设计。而建立全尺寸和大尺寸的实验平台比较困难，且实际可操作性不强，小尺寸实验平台被广泛应用。而目前的小尺寸实验平台功能单一，通常只能模拟一种类型的实验，因此亟需建立一种能模拟多种类型的实验的多功能实验平台。
发明内容
本发明为解决现有技术中的不足之处。为此，本发明的一个目的在于提供一种多功能铁路隧道火灾实验平台。
根据本发明的多功能铁路隧道火灾实验平台，所述实验平台包括第一部分主隧道纵向通风排烟实验模型、第二部分主隧道集中排烟实验模型、第三部分竖井烟囱效应实验模型。
根据本发明的一种多功能铁路隧道火灾实验平台，模型弧形顶板和前后立面观察窗全部由透明耐火玻璃制作，以方便观测气流运动。使得模拟隧道内具有良好的可视性，可以方便有效地观察以及通过激光片光测量流场的特性。
另外，根据本发明的一种多功能铁路隧道火灾实验平台还具有如下附加特征。
所述隧道主体各分节法兰连接，带排烟口的顶隔板及弧形钢化玻璃顶板为可拆卸式，可根据实验需要选择不同隧道顶板及调整相关尺寸；弧形钢化玻璃顶板用于纵向通风隧道，带有排烟口的顶隔板用于集中排烟隧道。隧道主体结构框架、顶隔板和底板由不锈钢材质制作。
所述带排烟口的顶隔板包括单口排烟实验顶板和成组排烟实验顶板，排烟口上方通过安装竖井进行竖井烟囱效应实验。
所述烟气控制系统包括位于所述实验平台端部的射流风机。
所述火源模拟系统包括多孔气体燃烧器和流量控制器；多孔燃烧器所需燃气从燃气管道流入，再从多孔燃烧器开孔口流出并开始燃烧。燃气由流量控制器控制，控制过程气流稳定。
所述流速测量系统包括布置于模拟隧道内多个皮托管、智能高温风速仪以及电信号的数据处理装置。
所述烟气温度测量系统包括布置于模拟隧道内的热电偶树和热电偶阵列，以及接收所述热电偶树和热电偶阵列的电信号连接的数据处理装置。
附图说明
图1为一种多功能铁路隧道火灾实验平台立体图；
图2为不锈钢顶隔板俯视图；
图3为竖井插槽图；
图4为主隧道俯视图；
图5为主隧道支座图；
图6为主隧道电动千斤顶支座立体图；
图7为风机支架图；
图8为气体燃烧器控制系统图；
图9为主隧道弧形玻璃顶板俯视图；
图10为主隧道测点布设图。
具体实施方式
下面将结合附图详细描述根据本发明的实施例的一种多功能铁路隧道火灾实验平台。
平台主隧道1前、后立面和弧形顶板均采用透明钢化玻璃29制作，厚度可为8mm。这样，可以达到良好的可视性，从而可以方便和有效的观察整个火灾烟气层的流场特征，以及通过激光片进行光测量流场的特性。
主隧道1的各分节法兰31连接，连接处中开孔30，便于插入皮托管和智能高温风速仪34，带有排烟口的顶隔板3及弧形钢化玻璃顶板2为可拆卸式，装上弧形钢化玻璃顶板2可研究纵向通风隧道烟气蔓延规律，再装上带有排烟口4的顶隔板3可研究集中排烟隧道烟气蔓延规律。
所述带排烟口4的顶隔板包括单口排烟实验顶板3和成组排烟实验顶板5，排烟口4上方通过安装竖井进行竖井烟囱效应实验，采用四角内插式方法，将防火玻璃插入插槽6，通过调整插槽内防火玻璃的块数改变竖井的高度。
平台主隧道1由支座7、电动千斤顶支座8支撑。支座7通过螺丝12与主隧道连接，方便调节主隧道坡度，并设有限位器11，限制隧道的坡度，保障平台安全。电动千斤顶支座通过支架13与主隧道连接；控制平台9通过控制线14控制电动千斤顶，调节隧道坡度。
烟气控制系统，包括主隧道端部射流风机10。射流风机10置于可调升降支架15上。支架调整到所需高度后，通过螺丝16固定。
如图6所示，火源模拟系统主要包括气源入口17、设置在气体管路上的阀门18，压力表19和压力表控制阀21、转子流量计23（一个大量程流量计、一个小量程流量计，可根据实际情况二选一）和其控制阀22，以及多孔气体燃烧器27。其中，装置之间通过软管20连接。打开阀门18，可燃气体从气源入口27处通入后，通过转子流量计23可以测出可燃气体流量。当可燃气体从燃烧器进气口26处进入多孔气体燃烧器27后，在多孔气体燃烧器27的喷嘴处与空气接触扩散燃烧，从而形成了安全且燃烧清洁的火源。通过对可燃气体流量的控制，实现了对火源功率的控制，这样，为了满足不同火源功率的场景，只需要控制多孔气体燃烧器27中的可燃气体的流量即可，提高了实验的效率。
配套测控系统包括烟气温度测量系统和流速测量系统，可对模拟隧道内的温度和流速参数进行全方位的测试。如图10所示，烟气温度测量系统包括布置于模拟隧道内的热电偶串32，以及接收热电偶树和热电偶阵列的电信号连接的数据处理装置。其中，热电偶树通过钢条33利用螺丝固定。流速测量系统包括皮托管、智能高温风速仪34，以及电信号连接的数据处理装置。其中皮托管和智能高温风速仪从开孔30插入进行测量。具体地说，应根据实验测量的需要设置所需的热电偶数和风速探头数。

Claims (8)

1.一种多功能铁路隧道火灾实验平台，其特征在于，包括：
第一部分主隧道纵向通风排烟实验模型、第二部分主隧道集中排烟实验模型、第三部分竖井烟囱效应实验模型；隧道内纵向风的烟气控制系统；火源模拟系统；配套测控系统，所述配套测控系统包括用于测量气流速度的流速测量系统和用于测量隧道内温度的烟气温度测量系统；以及坡度调节装置。
2.根据权利要求1所述的一种多功能铁路隧道火灾实验平台，其特征在于，所述隧道主体各分节法兰连接，模型各节之间采用透明的防火胶密封粘结密封；带排烟口的顶隔板及弧形钢化玻璃顶板为可拆卸式，可根据实验需要选择不同隧道顶板及调整相关尺寸；弧形钢化玻璃顶板用于纵向通风隧道，带有排烟口的顶隔板用于集中排烟隧道；隧道主体结构框架和底板由不锈钢材质制作。
3.根据权利要求2所述的一种多功能铁路隧道火灾实验平台，其特征在于，所述带排烟口的顶隔板包括单口排烟实验顶板和成组排烟实验顶板，排烟口上方通过安装竖井进行竖井烟囱效应实验。
4.根据权利要求1所述的一种多功能铁路隧道火灾实验平台，其特征在于，所述火源模拟系统包括多孔气体燃烧器和流量控制器；多孔燃烧器所需燃气从燃气管道流入，再从多孔燃烧器开孔口流出并开始燃烧，燃气由流量控制器控制，控制过程气流稳定。
5.根据权利要求1所述的一种多功能铁路隧道火灾实验平台，其特征在于，所述流速测量系统包括布置于模拟隧道内多个皮托管、智能高温风速仪以及电信号的数据处理装置。
6.根据权利要求1所述的一种多功能铁路隧道火灾实验平台，其特征在于，所述烟气温度测量系统包括布置于模拟隧道内的热电偶树和热电偶阵列，以及接收所述热电偶树和热电偶阵列的电信号连接的数据处理装置。
7.根据权利要求1所述的一种多功能铁路隧道火灾实验平台，其特征在于，所述隧道坡度调节装置，包括电动千斤顶支座、控制器、限位器。
8.根据权利要求7所述的一种多功能铁路隧道火灾实验平台,其特征在于，电动千斤顶支座放在所述主隧道中段，控制器控制电动千斤顶，作用是抬起隧道以改变整个实验平台的坡度，调斜角度满足0-10°。
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