CN110585642A - 一种角度及间距可调的双狭槽气体火源实验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种角度及间距可调的双狭槽气体火源实验装置，包括狭槽气体燃烧器、位移平台、燃烧器支架、燃烧器固定盒、旋转手柄、转轴和角度尺，其中，所述燃烧器支架为四个且每两个形成一组使用，所述燃烧器支架滑动的设置在所述位移平台上，每组所述燃烧器支架上通过所述转轴旋转的设置有一个所述燃烧器固定盒，每个所述燃烧器固定盒中可拆卸的设置有所述狭槽气体燃烧器，所述转轴的一端连接有所述旋转手柄，且设置有角度尺。本发明提供的角度及间距可调的双狭槽气体火源实验装置，可以同时调节火源角度及间距，能够改变火源功率及尺寸，便于开展多因素耦合影响下的双狭槽火源燃烧的系统实验研究。

Description

一种角度及间距可调的双狭槽气体火源实验装置
技术领域
本发明涉及多火源燃烧与火灾技术领域，尤其涉及一种角度及间距可调的双狭槽气体火源实验装置。
背景技术
双狭槽火源燃烧在实际火灾中频繁出现，常常会引发火焰合并及火旋风等极端火行为，显著增加火灾危险性。在森林火蔓延中，两排灌木引燃后形成的火前锋为典型的双狭槽火源燃烧场景，双火前锋常常会相互促进，引发更大规模的火蔓延。建筑火灾中，毗邻开口溢出的火溢流也为典型的双狭槽火源燃烧场景，双火溢流往往会相互聚拢，加速火势的立体蔓延。开展双狭槽火源燃烧的实验研究，对于预防和控制火灾危害具有重要的科学及应用价值。
双狭槽火源燃烧依赖于多方面因素的共同影响。其中，火源功率决定了燃烧强度，火源间距是空气卷吸及热量输运的关键参量，火源倾角显著影响火焰合并及弯曲轨迹。在实际场景中，这些因素是复杂耦合的。为了对此进行研究，学者们先后设计了不同的实验装置。例如，F.G.Roper率先设计了小尺度层流双狭槽气体火源装置，火源功率及间距可以小范围调节。Kazunori Kuwana设计了基于电动步进导轨的双狭槽气体火源装置，实现了火源间距大范围的精确调节。
在以往实验装置中，常用的设计方法是将双狭槽气体燃烧器与位移平台的导轨螺纹连接或是穿插于导轨上，通过螺纹递进或导轨步进来调节火源间距。通过控制气体燃料流量，这些装置可以实现火源功率与间距影响的耦合研究。此类设计方法便于固定燃烧器的位置。但是，双狭槽火源在固定后，通常是互相平行的，或者是具有特定的倾斜角，因而难以实现对火源角度及间距的耦合研究。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种角度及间距可调的双狭槽气体火源实验装置。可以同时调节火源角度及间距，能够改变火源功率及尺寸，便于开展多因素耦合影响下的双狭槽火源燃烧的系统实验研究。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种角度及间距可调的双狭槽气体火源实验装置，包括狭槽气体燃烧器、位移平台、燃烧器支架、燃烧器固定盒、旋转手柄、转轴和角度尺，其中，
所述燃烧器支架为四个且每两个形成一组使用，所述燃烧器支架滑动的设置在所述位移平台上，
每组所述燃烧器支架上通过所述转轴旋转的设置有一个所述燃烧器固定盒，每个所述燃烧器固定盒中可拆卸的设置有所述狭槽气体燃烧器，
所述转轴的一端连接有所述旋转手柄，且设置有角度尺。
优选的，上述位移平台的上表面的两侧均设置有凹槽，所述凹槽中设置有滑轨，所述燃烧器支架嵌入所述凹槽中且设置在所述滑轨上。
优选的，上述燃烧器支架由底座、梯形板、转轴孔、角钢以及螺栓构成，且沿着所述位移平台的上表面的两侧各布置一组，
所述底座通过所述螺栓与所述位移平台连接，所述梯形板沿所述底座的中心线焊接连接，所述梯形板的上部开设有所述转轴孔供所述转轴插入，所述底座与所述梯形板的夹角之间焊接有所述角钢。
优选的，上述燃烧器固定盒为空心长方体，其底面将所述狭槽气体燃烧器托住，其侧面车螺纹孔后通过螺栓将所述狭槽气体燃烧器固定，其两端通过所述转轴放置于两个所述燃烧器支架上。
优选的，上述角度尺位于所述转轴的外表面，且内含用于读取所述狭槽气体燃烧器的倾斜角度的指针。
优选的，上述位移平台的底部设置有移动金属轮。
优选的，上述狭槽气体燃烧器由狭槽喷口、螺栓及整流段构成，其中，所述狭槽喷口可拆卸的设置在所述狭槽气体燃烧器上，所述螺栓将所述狭槽喷口与所述整流段密封连接，所述整流段由两层金属网及填充玻璃珠构成，气体燃料从所述狭槽气体燃烧器的底部进入经所述整流段后均匀到达所述狭槽喷口。
优选的，上述燃烧器固定盒的侧壁上开设有预留圆形孔，
所述狭槽气体燃烧器的气体燃料管道穿过所述预留圆形孔后与燃料源连通。
优选的，上述燃料源设置有流量控制计。
本发明提供的角度及间距可调的双狭槽气体火源实验装置，包括狭槽气体燃烧器、位移平台、燃烧器支架、燃烧器固定盒、旋转手柄、转轴和角度尺，其中，所述燃烧器支架为四个且每两个形成一组使用，所述燃烧器支架滑动的设置在所述位移平台上，每组所述燃烧器支架上通过所述转轴旋转的设置有一个所述燃烧器固定盒，每个所述燃烧器固定盒中可拆卸的设置有所述狭槽气体燃烧器，所述转轴的一端连接有所述旋转手柄，且设置有角度尺。
所述燃烧器支架沿着所述位移平台的上表面横向滑移，所述狭槽气体燃烧器由所述旋转手柄参照所述角度尺调整角度，
本发明提供的角度及间距可调的双狭槽气体火源实验装置：
(1)通过便捷的操作，可以同时准确调节双狭槽气体火源的角度及间距，装置具有较好的稳定性；
(2)基于本装置设计，还可以改变狭槽气体火源的尺寸以及燃料类型，可以控制火源功率，进而可以全面系统地开展多因素耦合影响下的双狭槽火源燃烧实验研究。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的角度及间距可调的双狭槽气体火源实验装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的角度及间距可调的双狭槽气体火源实验装置的局部结构示意图；
图3为本发明实施例提供的燃烧器支架的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的狭槽气体燃烧器、燃烧器固定盒和转轴的装配结构示意图；
图5为本发明实施例提供的狭槽气体燃烧器、燃烧器固定盒、转轴和燃烧器支架的装配结构示意图；
图6为图5的侧视结构示意图；
图7为本发明实施例提供的燃烧器固定盒、转轴和燃烧器支架的装配结构示意图；
图8为本发明实施例提供的角度及间距可调的双狭槽气体火源实验装置的侧视结构示意图。
上图1-8中：
底座100、梯形板101、转轴孔102、角钢103、螺栓104、转轴105、狭槽气体燃烧器200、位移平台201、燃烧器支架202、燃烧器固定盒203、角度尺204、旋转手柄205、移动金属轮206、螺纹孔207。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
请参考图1至图8：
图1为本发明实施例提供的角度及间距可调的双狭槽气体火源实验装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的角度及间距可调的双狭槽气体火源实验装置的局部结构示意图；
图3为本发明实施例提供的燃烧器支架的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的狭槽气体燃烧器、燃烧器固定盒和转轴的装配结构示意图；
图5为本发明实施例提供的狭槽气体燃烧器、燃烧器固定盒、转轴和燃烧器支架的装配结构示意图；
图6为图5的侧视结构示意图；
图7为本发明实施例提供的燃烧器固定盒、转轴和燃烧器支架的装配结构示意图；
图8为本发明实施例提供的角度及间距可调的双狭槽气体火源实验装置的侧视结构示意图。
本发明实施例提供的角度及间距可调的双狭槽气体火源实验装置，包括狭槽气体燃烧器200、位移平台201、燃烧器支架202、燃烧器固定盒203、旋转手柄205、转轴105和角度尺204，其中，燃烧器支架202为四个且每两个形成一组使用，燃烧器支架202滑动的设置在位移平台201上，每组燃烧器支架202上通过转轴105旋转的设置有一个燃烧器固定盒203，每个燃烧器固定盒203中可拆卸的设置有狭槽气体燃烧器200，转轴105的一端连接有旋转手柄205，且设置有角度尺204。
燃烧器支架202沿着位移平台201的上表面横向滑移，狭槽气体燃烧器200由旋转手柄205参照角度尺204调整角度，
本发明实施例提供的角度及间距可调的双狭槽气体火源实验装置：
(1)通过便捷的操作，可以同时准确调节双狭槽气体火源的角度及间距，装置具有较好的稳定性；
(2)基于本装置设计，还可以改变狭槽气体火源的尺寸以及燃料类型，可以控制火源功率，进而可以全面系统地开展多因素耦合影响下的双狭槽火源燃烧实验研究。
为了进一步优化上述方案，位移平台201的上表面的两侧均设置有凹槽，凹槽中设置有滑轨，燃烧器支架202嵌入凹槽中且设置在滑轨上。
其中，燃烧器支架202由底座、梯形板101、转轴孔102、角钢103以及螺栓104构成，且沿着位移平台201的上表面的两侧各布置一组，
底座100通过螺栓104与位移平台201连接，梯形板101沿底座100的中心线焊接连接，梯形板101的上部开设有转轴孔102供转轴105插入，底座100与梯形板101的夹角之间焊接有角钢103。
其中，燃烧器固定盒203为空心长方体，其顶面敞开将狭槽气体燃烧器200放入盒中，其底面将狭槽气体燃烧器200托住，其侧面车螺纹孔207后通过螺栓将狭槽气体燃烧器200固定，其两端通过转轴105放置于两个燃烧器支架202上。
其中，角度尺204位于转轴105的外表面，且内含用于读取狭槽气体燃烧器200的倾斜角度的指针。
其中，位移平台201的底部设置有移动金属轮206，便于移动整个装置。
具体的，狭槽气体燃烧器200由狭槽喷口、螺栓及整流段构成，其中，狭槽喷口可拆卸的设置在狭槽气体燃烧器200上，螺栓将狭槽喷口与整流段密封连接，整流段由两层金属网及填充玻璃珠构成，气体燃料从狭槽气体燃烧器200的底部进入经整流段后均匀到达狭槽喷口。
其中，燃烧器固定盒203的侧壁上开设有预留圆形孔，
狭槽气体燃烧器200的气体燃料管道穿过预留圆形孔后与燃料源连通。燃料源设置有流量控制计。
在具体实施时：
如图1所示，为本发明实施例提供的角度及间距可调的双狭槽气体火源实验装置的结构示意图，
本实验用的双狭槽气体火源，即狭槽气体燃烧器200的喷口尺寸均为0.01m长×0.15m宽，狭槽气体燃烧器200的高度为0.4m，材质为金属。
位移平台201的尺寸为2m长×0.5m宽×0.6m高。将四个燃烧器支架202沿着位移平台201移动至预设间距，并采用螺栓104固定。将两个燃烧器固定盒203分别与两端的燃烧器支架202连接固定后，将两个狭槽气体燃烧器200放入燃烧器固定盒203中并用侧面螺栓固定。此时，转动转轴105调整狭槽气体燃烧器200的角度，在转动旋转手柄205时由角度尺204读取数值。
如图8所示，为本发明实施例提供的角度及间距可调的双狭槽气体火源实验装置的侧视结构示意图，
燃烧器固定盒203的侧面预留圆形孔，便于将气体燃料管道与狭槽气体燃烧器200相连。狭槽气体燃烧器200的火源功率通过气体燃料的流量控制计进行调整。在本发明实施例提供的角度及间距可调的双狭槽气体火源实验装置中，采用两个燃烧器支架202共同支撑一个狭槽气体燃烧器200可以更好的保证其在位移平台201上移动以及调整角度时的稳定性。
如图3和图7，图3为本发明实施例提供的燃烧器支架的结构示意图，图7为本发明实施例提供的燃烧器固定盒、转轴和燃烧器支架的装配结构示意图，
燃烧器支架202的制作方法是先将梯形板101焊接于方形的底座100的中心线上，然后在两侧焊接角钢103固定，随后在底座100上车螺纹孔便于用螺栓104与位移平台201连接。在靠近梯形板101的顶部位置开圆孔，即转轴孔102后，用转轴105将燃烧器固定盒203固定，随后安装角度尺204和旋转手柄205。完成以上准备后，向狭槽气体燃烧器200内通入气体燃料，并点火开始实验。实验完成后，如需调整狭槽气体燃烧器200的角度及间距，可以重复前述的操作步骤。
如图4所示，为本发明实施例提供的狭槽气体燃烧器、燃烧器固定盒和转轴的装配结构示意图，
在本实验中选取喷口尺寸0.01m长×0.15m宽的双狭槽燃烧器作为实施例。对于其他喷口尺寸的燃烧器，可以松动螺栓，将狭槽气体燃烧器200从燃烧器固定盒203中取出，并将狭槽气体燃烧器200的喷口按需更换。更换后，按照前述方法进行狭槽气体燃烧器的固定及调节，实验操作过程是类似的。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种角度及间距可调的双狭槽气体火源实验装置，其特征在于，包括狭槽气体燃烧器、位移平台、燃烧器支架、燃烧器固定盒、旋转手柄、转轴和角度尺，其中，
所述燃烧器支架为四个且每两个形成一组使用，所述燃烧器支架滑动的设置在所述位移平台上，
每组所述燃烧器支架上通过所述转轴旋转的设置有一个所述燃烧器固定盒，每个所述燃烧器固定盒中可拆卸的设置有所述狭槽气体燃烧器，
所述转轴的一端连接有所述旋转手柄，且设置有角度尺。
2.根据权利要求1所述的角度及间距可调的双狭槽气体火源实验装置，其特征在于，所述位移平台的上表面的两侧均设置有凹槽，所述凹槽中设置有滑轨，所述燃烧器支架嵌入所述凹槽中且设置在所述滑轨上。
3.根据权利要求1所述的角度及间距可调的双狭槽气体火源实验装置，其特征在于，所述燃烧器支架由底座、梯形板、转轴孔、角钢以及螺栓构成，且沿着所述位移平台的上表面的两侧各布置一组，
所述底座通过所述螺栓与所述位移平台连接，所述梯形板沿所述底座的中心线焊接连接，所述梯形板的上部开设有所述转轴孔供所述转轴插入，所述底座与所述梯形板的夹角之间焊接有所述角钢。
4.根据权利要求1所述的角度及间距可调的双狭槽气体火源实验装置，其特征在于，所述燃烧器固定盒为空心长方体，其底面将所述狭槽气体燃烧器托住，其侧面车螺纹孔后通过螺栓将所述狭槽气体燃烧器固定，其两端通过所述转轴放置于两个所述燃烧器支架上。
5.根据权利要求1所述的角度及间距可调的双狭槽气体火源实验装置，其特征在于，所述角度尺位于所述转轴的外表面，且内含用于读取所述狭槽气体燃烧器的倾斜角度的指针。
6.根据权利要求1所述的角度及间距可调的双狭槽气体火源实验装置，其特征在于，所述位移平台的底部设置有移动金属轮。
7.根据权利要求1所述的角度及间距可调的双狭槽气体火源实验装置，其特征在于，所述狭槽气体燃烧器由狭槽喷口、螺栓及整流段构成，其中，所述狭槽喷口可拆卸的设置在所述狭槽气体燃烧器上，所述螺栓将所述狭槽喷口与所述整流段密封连接，所述整流段由两层金属网及填充玻璃珠构成，气体燃料从所述狭槽气体燃烧器的底部进入经所述整流段后均匀到达所述狭槽喷口。
8.根据权利要求1所述的角度及间距可调的双狭槽气体火源实验装置，其特征在于，所述燃烧器固定盒的侧壁上开设有预留圆形孔，
所述狭槽气体燃烧器的气体燃料管道穿过所述预留圆形孔后与燃料源连通。
9.根据权利要求8所述的角度及间距可调的双狭槽气体火源实验装置，其特征在于，所述燃料源设置有流量控制计。
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