CN107103829A - 一种模拟封闭舱细水雾灭喷雾火的实验装置 - Google Patents

一种模拟封闭舱细水雾灭喷雾火的实验装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种模拟封闭舱细水雾灭喷雾火的实验装置，包括有封闭舱，燃料喷雾系统和细水雾灭火系统；燃料喷雾系统与封闭舱内的喷雾火喷嘴连接，细水雾灭火系统与封闭舱内的细水雾喷嘴连接。本发明用于研究煤油燃料和水不同喷射压力、不同喷射角度及不同喷嘴型号下的喷雾火的燃烧特征及细水雾的灭火效果，为实际中船舶喷雾火灾及灭火提供参考。本发明弥补了封闭舱喷雾火抑制研究的空白，具有重要的意义。

Description

一种模拟封闭舱细水雾灭喷雾火的实验装置
技术领域
本发明涉及火灾实验设备技术领域，具体是一种模拟封闭舱细水雾灭喷雾火的实验装置。
背景技术
船舶作为当今最常用的交通工具之一，目前我国有数十万条大型船舶服务于各行各业。船舶在生产、运输和国防事业中都扮演着重要的角色，而火灾是船舶面临的最大威胁，由于其特殊性，一旦发生火灾，容易造成巨大的人员伤亡和财产损失。目前船舶火灾主要集中在甲板和舱室内部，舱室内的火灾更是占到90%以上，50%发生在机舱，并且舱室空间相对狭小，一旦发生火灾将严重危及舱员和船体的安全。船舱尤其是机舱内，当燃油管道破裂时，在管内压力的作用下，燃料喷射，遇明火形成喷雾火。
细水雾灭火是一种重要的灭火技术，其灭火机理是通过蒸发吸热将火源的温度降到燃点以下，进而实现灭火目的。细水雾具有安全、高效、环保等特点，并且适用性强，可以用于固体、液体及气体的灭火，其越来越受到重用，尤其在船舶灭火中应用研究得到了很大的关注。然而，目前的细水雾在船舶灭火中的试验装置主要还是集中在油池火中，而关于封闭舱喷雾火的抑制研究则很少，完整的实验装置几乎没有，而封闭舱喷雾火又是常见的火灾。因此，急需研发了一种细水雾灭封闭舱喷雾火的实验装置来研究不同喷嘴、不同喷射压力、不同喷射角度下细水雾的灭火效果。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种模拟封闭舱细水雾灭喷雾火的实验装置，解决了现有技术中缺少研究封闭舱内用细水雾灭喷雾火的实验装置的空白。
本发明的技术方案为：
一种模拟封闭舱细水雾灭喷雾火的实验装置，包括有封闭舱，燃料喷雾系统和细水雾灭火系统；所述的封闭舱包括有舱体、固定于舱体内的细水雾喷嘴和喷雾火喷嘴；所述的燃料喷雾系统包括有燃料驱动气体罐和储油罐，所述的燃料驱动气体罐的出气口通过燃料加压管道与储油罐的进气口连接，储油罐的出油口通过输油管道与喷雾火喷嘴连接，所述的燃料加压管道上设置有第一气体流量控制阀，所述的输油管道上设置有电磁燃料阀，所述的喷雾火喷嘴上设置有点火电极，所述的点火电极与设置于封闭舱舱体外的点火装置连接；所述的细水雾灭火系统包括有细水雾驱动气体罐和储水罐，所述的细水雾驱动气体罐的出气口通过细水雾加压管道与储水罐的进气口连接，储水罐的出水口通过输水管道与细水雾喷嘴连接，所述的细水雾加压管道上设置有第二气体流量控制阀，所述的输水管道上设置有电磁水雾阀。
所述的舱体内设置有热电偶、氧气浓度传感器和压力传感器，所述的电热偶、氧气浓度传感器和压力传感器均与舱体外的数据采集仪的信号输入端连接，数据采集仪的信号输出端与上位机连接。
所述的细水雾喷嘴设置于舱体的内顶面上，所述的喷雾火喷嘴设置于舱体的内底面上，所述的热电偶、氧气浓度传感器和压力传感器均为多个，且设置于舱体的内侧壁上从上至下均匀分布。
所述的舱体的一侧壁设置为透明观察窗，舱体外设置有相对于透明观察窗的摄像机，所述的摄像机与上位机连接。
所述的舱体的顶端设置有排气孔，舱体的侧壁上设置有舱门。。
所述的燃料加压管道、储油罐、细水雾加压管道和储水罐上均设置有压力表。
本发明的优点：
本发明用于研究煤油燃料和水不同喷射压力、不同喷射角度及不同喷嘴型号下的喷雾火的燃烧特征及细水雾的灭火效果，为实际中船舶喷雾火灾及灭火提供参考。本发明弥补了封闭舱喷雾火抑制研究的空白，具有重要的意义。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明封闭舱的结构示意图。
图3是本发明燃料喷雾系统的结构示意图。
图4是本发明细水雾灭火系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
见图1-图4，一种模拟封闭舱细水雾灭喷雾火的实验装置，包括有封闭舱1，燃料喷雾系统2，细水雾灭火系统3，点火装置4，摄像机5，数据采集仪6和上位机7；
封闭舱1包括有顶端设置有排气孔12的舱体11、连接于舱体11侧壁上的舱门13、固定于舱体11内的细水雾喷嘴14、喷雾火喷嘴15、多个热电偶16、多个氧气浓度传感器17和多个压力传感器18，细水雾喷嘴14设置于舱体11的内顶面上，喷雾火喷嘴15设置于舱体11的内底面上，多个热电偶16、多个氧气浓度传感器17和多个压力传感器18均设置于舱体11的内侧壁上，多个热电偶16从上至下均匀分布，多个氧气浓度传感器17从上至下均匀分布，多个压力传感器18从上至下均匀分布，舱体11的一侧壁设置为透明观察窗19，舱体11外的摄像机5相对于透明观察窗19，且多个热电偶16、多个氧气浓度传感器17和多个压力传感器18均与舱体11外的数据采集仪6的信号输入端连接，数据采集仪6的信号输出端、摄像机5的信号输出端均与上位机7连接；
燃料喷雾系统2包括有燃料驱动气体罐21和储油罐22，燃料驱动气体罐21的出气口通过燃料加压管道23与储油罐22的进气口连接，储油罐22的出油口通过输油管道24与喷雾火喷嘴15连接，燃料加压管道23上设置有第一气体流量控制阀25，输油管道24上设置有电磁燃料阀26，喷雾火喷嘴15上设置有点火电极27，点火电极27与设置于封闭舱舱体11外的点火装置4连接；
细水雾灭火系统3包括有细水雾驱动气体罐31和储水罐32，细水雾驱动气体罐31的出气口通过细水雾加压管道33与储水罐32的进气口连接，储水罐32的出水口通过输水管道34与细水雾喷嘴14连接，细水雾加压管道33上设置有第二气体流量控制阀35，输水管道34上设置有电磁水雾阀36。
其中，燃料加压管道23、储油罐22、细水雾加压管道33和储水罐32上均设置有压力表8。
本发明的工作原理：
（1）、检查整个实验装置各个部件的安全状态及其和线路的连接状态，确保装置中所有部件都能正常工作，并对数据采集仪6进行校准和标定；
（2）、数据采集仪6实时接收多个热电偶16、多个氧气浓度传感器17和多个压力传感器18采集的温度、氧浓度和压力数据，然后连同摄像机5拍摄的监控图像数据实时发送给上位机7；
（3）、打开燃料喷雾系统2的第一气体流量控制阀25，燃料驱动气体罐21内的驱动气体进入储油罐22中，当储油罐22上压力表8的压力值达到实验设定的压力时，将第一气体流量控制阀25关闭；
（4）、将点火装置4通上电源，点火频率设置为10Hz，然后依次打开主电源开关和控制电源开关，紧接着喷雾火喷嘴15上的点火电极27产生连续多脉冲火花，火花的能量约为7J/次，瞬时最大功率约为40kW；
（5）、当封闭舱内产生连续多脉冲火花时，打开燃料喷雾系统2的电磁燃料阀26，储油罐22的燃油在驱动气体的作用下，流经输油管路24，最终通过喷雾火喷嘴15喷出，遇到连续多脉冲火花瞬间被点燃，形成喷雾火；
（6）、喷雾火燃烧开始后，立刻依次打开细水雾灭火系统3的第二气体流量控制阀35和电磁水雾阀36，储水罐32内的水在驱动气体的作用下，经过输水管道34从细水雾喷嘴14喷射出来形成细水雾，对舱体11内的喷雾火进行降温灭火；
（7）、当舱体11内的喷雾火熄灭后，立刻关闭第二气体流量控制阀35和电磁水雾阀36，打开舱体1顶部的排气孔12，排除舱体1内的烟气，同时关闭数据采集仪6，停止数据采集，并且将储水罐32中的驱动气体和储油罐22中的驱动气体都放掉，最后清理舱体11内的残留物并整理设备。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种模拟封闭舱细水雾灭喷雾火的实验装置，其特征在于：包括有封闭舱，燃料喷雾系统和细水雾灭火系统；所述的封闭舱包括有舱体、固定于舱体内的细水雾喷嘴和喷雾火喷嘴；所述的燃料喷雾系统包括有燃料驱动气体罐和储油罐，所述的燃料驱动气体罐的出气口通过燃料加压管道与储油罐的进气口连接，储油罐的出油口通过输油管道与喷雾火喷嘴连接，所述的燃料加压管道上设置有第一气体流量控制阀，所述的输油管道上设置有电磁燃料阀，所述的喷雾火喷嘴上设置有点火电极，所述的点火电极与设置于封闭舱舱体外的点火装置连接；所述的细水雾灭火系统包括有细水雾驱动气体罐和储水罐，所述的细水雾驱动气体罐的出气口通过细水雾加压管道与储水罐的进气口连接，储水罐的出水口通过输水管道与细水雾喷嘴连接，所述的细水雾加压管道上设置有第二气体流量控制阀，所述的输水管道上设置有电磁水雾阀。
2.根据权利要求1所述的一种模拟封闭舱细水雾灭喷雾火的实验装置，其特征在于：所述的舱体内设置有热电偶、氧气浓度传感器和压力传感器，所述的电热偶、氧气浓度传感器和压力传感器均与舱体外的数据采集仪的信号输入端连接，数据采集仪的信号输出端与上位机连接。
3.根据权利要求2所述的一种模拟封闭舱细水雾灭喷雾火的实验装置，其特征在于：所述的细水雾喷嘴设置于舱体的内顶面上，所述的喷雾火喷嘴设置于舱体的内底面上，所述的热电偶、氧气浓度传感器和压力传感器均为多个，且设置于舱体的内侧壁上从上至下均匀分布。
4.根据权利要求2所述的一种模拟封闭舱细水雾灭喷雾火的实验装置，其特征在于：所述的舱体的一侧壁设置为透明观察窗，舱体外设置有相对于透明观察窗的摄像机，所述的摄像机与上位机连接。
5.根据权利要求1所述的一种模拟封闭舱细水雾灭喷雾火的实验装置，其特征在于：所述的舱体的顶端设置有排气孔，舱体的侧壁上设置有舱门。
6.根据权利要求1所述的一种模拟封闭舱细水雾灭喷雾火的实验装置，其特征在于：所述的燃料加压管道、储油罐、细水雾加压管道和储水罐上均设置有压力表。
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