CN113250730A - 一种顶部敞口的隧道通风排烟模拟检测装置及检测方法 - Google Patents
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Abstract
一种顶部敞口的隧道通风排烟模拟检测装置，包括隧道模型主体、携带污染物的钢瓶、火源模拟装置、监测系统；隧道模型主体为两侧设置为洞口的模拟隧道结构，由多节水平插接的子隧道相互嵌入无缝插接构成，子隧道的顶部依次安装若干个排烟板块封闭，排烟板块中部设置通风排烟口，通风排烟口上安装通风排烟阀，隧道内部和外界环境通过通风排烟阀开启控制开闭大小；排烟板块两端与子隧道的两道纵梁螺接固定；排烟板块安装后与纵梁均设有重叠部分，在重叠部分及相邻排烟板块接触的位置均设有防烟垫密封。本发明模拟检测敞口尺寸、敞口间距对通风排烟效果的影响，获得满足隧道自然通风、自然排烟需求敞口的最佳参数。
Description
技术领域
本发明属于隧道通风技术领域，具体为一种顶部敞口的隧道通风排烟模拟检测装置及检测方法。针对一、二、三类隧道全线顶部设置敞口时，研究敞口尺寸、敞口间距对通风排烟效果的影响，获得满足一、二、三类隧道自然通风、自然排烟需求时相对应各敞口的最佳参数。
背景技术
随着社会的发展和现代化的需求，隧道建设已越来越多的影响着人们的生活。近年来，修建城市地下道路逐渐成为我国一些大、中型城市缓解城市交通拥堵、解决交通用地问题紧张的主要手段之一。就城市地下道路而言，修建长隧道或超长隧道可以最大程度地降低交通对地面环境和地面交通的干扰，提高地下道路的运行效率，但过长的隧道也给隧道内日常通风及火灾时的防灾救援带来了难题。为了解决长隧道、超长隧道内污染物难以扩散以及火灾时排烟及人员疏散困难等问题，可以结合隧道结构条件在全线顶部设置敞口，日常工况下通风及火灾工况下的排烟及时通过顶部敞口排出隧道，从而减少通风设备的设置，进而降低成本。
依据《建筑设计防火规范》(GB50016-2014)(2018年版)相关条文规定，四类隧道因长度较短、发生火灾的概率较低或火灾危险性较小，可不设置排烟设施。一、二、三类隧道均应设置排烟设施，且排烟方式一般分为纵向排烟和横向排烟。此外，日常工况下，隧道长度较长时，还应设置通风设备将车辆行驶排放的污染物排出隧道。但若一、二、三类隧道顶部设置敞口且敞口尺寸可以满足其通风及排烟的功能需求时可直接采用自然通风、自然排烟的通风排烟方式。
《建筑防烟排烟系统技术标准》(GB51251-2017)中有关于自然排烟排烟口的规定，但该规范仅适用于工业和民用建筑防烟、排烟系统的设计，是否可用于隧道通风排烟设计还需进一步验证，通过对隧道的相关规范进行调研，《公路隧道通风设计细则》(JTG/TD70/2-02-2014)中仅介绍了集中排烟模式下排烟口的设计，包括排烟口的间距及设计风速。《公路隧道设计规范第二册交通工程与附属设施》(JTG D70/2-2014)中介绍了排风口和排烟口的设计，但仅限于设计风速方面，对于满足自然通风、自然排烟需求的敞口尺寸及间距设计尚未有规范涉及并且少有人研究。
利用数值模拟可以简单的模拟敞口尺寸、敞口间距对通风排烟效果的影响，但数值模拟湍流模型不完善、边界条件设定具有不确定性，因此必须要有实验结果的检验。全尺寸燃烧实验具有耗费大、不安全、实验条件难以控制等特点，以相似理论为基础开展比例模型研究就成为研究满足一、二、三类隧道自然通风、自然排烟需求敞口参数的最佳选择。基于此，设计出一套模拟实验装置及方法研究敞口尺寸、敞口间距等对隧道通风排烟效果的影响，获得满足一、二、三类隧道自然通风、自然排烟需求的相对应各敞口的最佳参数，将得出的实验结论推广到实际工程应用中是亟需要解决的问题。
发明内容
本发明公开了一种顶部敞口的隧道通风排烟模拟检测装置及检测方法，其目的在于解决针对一、二、三类隧道全线顶部设置自然通风、自然排烟敞口时，研究敞口尺寸、敞口间距对通风排烟效果的影响，从而获得满足一、二、三类隧道自然通风、自然排烟需求的相对应各敞口的最佳参数的技术问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种顶部敞口的隧道通风排烟模拟检测装置，包括隧道模型主体1、携带至少包括CO、NOx污染物的钢瓶9、火源模拟装置7、监测系统；
所述隧道模型主体1为两侧设置为洞口的模拟隧道结构，其由多节水平插接的子隧道20相互嵌入无缝插接构成，所述子隧道20为顶部设置两道纵梁6的金属的框架结构，框架中段为隧道体201，其两端一端设置插接端11一端设置承接端12，所述插接端11承接端12的底部及前、后侧面三面安装金属板材围成，所述隧道体底部安装隧道底板21、后面安装隧道后墙板22围成均为金属板材，前面安装可开启的透明防火玻璃材质的隧道前面板23封闭，所述隧道体底部安装调节隧道坡度的升降支架2及移动的万向轮3；相邻的所述子隧道20通过所述的插接端插入所述的承接端嵌接连接，所述的插接端与承接端的重叠部分的侧缝内设置防烟垫18密封；
所述子隧道20的顶部依次安装若干个排烟板块4封闭，所述排烟板块4中部设置通风排烟口，所述通风排烟口上安装通风排烟阀14，隧道内部和外界环境通过所述的通风排烟阀14开启控制开闭大小；所述排烟板块两端通过带有螺栓孔13的连接耳板与所述子隧道20的两道纵梁6螺接固定；所述排烟板块安装后与所述纵梁均设有重叠部分，在所述重叠部分及相邻所述排烟板块接触的位置均设有防烟垫18密封。
所述通风排烟阀14包括上下层双层设置的纵向推拉板15、横向推拉板16，双向对开的所述纵向推拉板15两侧滑动连接纵向导轨，双向对开的所述横向推拉板16两侧滑动连接横向导轨，上下层双层设置的所述纵向推拉板15、横向推拉板16分别调节敞口长度、宽度大小。
所述火源模拟装置7是一个采用清洁能源的气体燃烧器，通过改变气体的流量来模拟不同的火源热释放率。
所述气体燃烧器置于远程控制的滑轮车上，远程控制改变滑轮车在隧道内的位置，从而实现对不同火源位置的模拟。
日常工况下，将若干个携带污染物的钢瓶9均匀的置于隧道全线，实现对汽车排放污染物的模拟。
所述监测系统包括污染物监测系统、温度监测系统17、烟气流场监控系统24、录像系统8。
所述污染物监测系统由污染物监测装置构成；所述温度监测系统由热电偶及数据采集装置构成；所述污染物监测装置、热电偶沿隧道的中轴线均匀布置通过挂线固定或通过支撑装置支撑，从隧道顶部至隧道地面共布置5排沿隧道长度均匀布置；所述烟气流场监测系统的激光偏光源24，放置在隧道的入口处，示踪火灾烟气的运动效果；录像系统8由数码相机组成，放置在防火玻璃一侧的所述隧道模型主体1外部。
所述金属板材为钢板；调整所述升降支架2高度改变隧道坡度。
所述隧道模型主体1是与实际隧道按照1：8搭建的隧道模型。
本发明的一种顶部敞口的隧道通风排烟模拟检测装置的检测方法，所述隧道模型主体1是与实际隧道按照1：8搭建的隧道模型，包括以下步骤：
(Ⅰ)调整升降支架2使隧道模型主体1呈水平，
(A)将若干个携带污染物(CO、NOx)的钢瓶9间隔均匀的布置于隧道全线，模拟日常工况下汽车排放污染物：
先设置一定的隧道顶部敞口间距和敞口尺寸，通过改变敞口尺寸或敞口间距，测试其对排烟效果的影响，由污染物监测系统17监测隧道全线的污染物浓度：
(a)、保证敞口间距不变，调整排烟板块上通风排烟阀的纵向推拉板15和横向推拉板16，从而改变敞口的尺寸，由污染物监测系统17监测隧道全线的污染物浓度，重复多次，从而得出敞口尺寸对于隧道污染物分布规律的影响；
(b)、保证敞口尺寸不变，通过关闭隧道顶部部分排烟板块上的排烟阀14，从而改变相邻敞口之间的间距，由污染物监测系统分别测出不同敞口间距下污染物的浓度分布，得出敞口间距对隧道污染物分布规律的影响，最终获得隧道日常工况下的最佳敞口尺寸和间距；
(B)将携带污染物(CO、NOx)的钢瓶9移出隧道，将气体燃烧器置于可远程控制的滑轮车上，通过远程控制将气体燃烧器固定在一定的位置，
通过改变敞口尺寸或敞口间距，测试其对排烟效果的影响，排烟效果可以通过温度监测系统17、烟气流场监控系统24、录像系统8监测；
(a)、保证敞口间距不变，调整排烟板块上通风排烟阀的纵向推拉板15和横向推拉板16，从而改变敞口的尺寸，由温度监测系统17、烟气流场监控系统24、录像系统8监测隧道全线的烟气蔓延情况，重复多次，从而得出敞口尺寸对于隧道烟气分布规律的影响；
(b)、保证敞口尺寸不变，通过关闭隧道顶部部分排烟板块上的排烟阀14，从而改变相邻敞口之间的间距，由温度监测系统17、烟气流场监控系统24、录像系统8监测分别测出不同敞口间距下烟气的浓度分布，得出敞口间距对隧道烟气分布规律的影响，最终获得隧道日常工况下的最佳敞口尺寸和间距；
远程控制改变火源位置，重复上述(a)(b)改变敞口尺寸和敞口间距的操作；
改变气体的流量改变火源热释放率，再次重复上述(a)(b)改变敞口尺寸和敞口间距的操作，分别记录每次排烟效果和相对应的参数，得到各工况最佳排烟效果下的敞口尺寸和敞口间距；
(Ⅱ)调整升降支架2改变隧道坡度，重复上述(Ⅰ)各步骤改变敞口尺寸和敞口间距的操作。
发明的效果
本发明针对一、二、三类隧道全线顶部设置敞口时，研究敞口尺寸、敞口间距对通风排烟效果的影响，获得满足一、二、三类隧道自然通风、自然排烟需求时相对应各敞口的最佳参数。日常工况下污染物的浓度分布由污染物监测系统的数据来判断，火灾工况下的排烟效果可以通过人眼以及温度、烟气流场监控系统，录像系统等所测数据来判断。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图，
图2为本发明的子隧道结构示意图，
图3为本发明的带排烟阀的排烟板块结构示意图，
图4为本发明排烟阀结构仰视平面示意图，
图5为本发明排烟阀结构俯视平面示意图，
图6为本发明排烟阀1-1剖面结构示意图，
图7为本发明排烟阀2-2剖面结构示意图，
图8为本发明的污染物监测系统和温度监测系统布置图，
图9为本发明的排烟板块与纵梁螺栓连接示意图；
附图编号说明：1—隧道模型主体；2—升降支架；3—万向轮；4—排烟板块；5通风排烟口；6—纵梁；7—火源模拟装置；8—录像系统；9-钢瓶；10—车道线(车道线可以模拟车辆在同一断面不同位置时污染物或烟气的蔓延情况)；11—插接端；12—承接端；13—螺栓孔；14—排烟阀；15-纵向推拉板；16-横向推拉板；17-污染物监测系统、温度监测系统(污染物和温度监测系统是两个装置，安装在一处)；18-防烟垫；19-螺栓；20-子隧道；21-隧道底板；22-隧道后墙板；23-隧道前面板；24-激光偏光源；201-隧道体
具体实施方式
参见图1至图9所示，本发明一种顶部敞口的隧道通风排烟模拟检测装置，包括隧道模型主体1、携带至少包括CO、NOx污染物的钢瓶9、火源模拟装置7、监测系统；
参见图2所示，所述隧道模型主体1为两侧设置为洞口的模拟隧道结构，其由多节水平插接的子隧道20相互嵌入无缝插接构成，所述子隧道20为顶部设置两道纵梁6的金属的框架结构，框架中段为隧道体201，其两端一端设置插接端11一端设置承接端12，所述插接端11、承接端12的底部及前、后侧面三面安装金属板材围成，所述隧道体底部安装隧道底板21、后面安装隧道后墙板22围成均为金属板材，前面安装可开启的透明防火玻璃材质的隧道前面板23封闭，所述隧道体底部安装调节隧道坡度的升降支架2及移动的万向轮3；相邻的所述子隧道20通过所述的插接端插入所述的承接端嵌接连接，所述的插接端与承接端的重叠部分的侧缝内设置防烟垫18密封；
参见图3所示，所述子隧道20的顶部依次安装若干个排烟板块4封闭，所述排烟板块4中部设置通风排烟口，所述通风排烟口上安装通风排烟阀14，隧道内部和外界环境通过所述的通风排烟阀14开启控制开闭大小；所述排烟板块两端通过带有螺栓孔13的连接耳板与所述子隧道20的两道纵梁6螺接固定；所述排烟板块安装后与所述纵梁均设有重叠部分，在所述重叠部分及相邻所述排烟板块接触的位置均设有防烟垫18密封。
参见图4-6所示，所述通风排烟阀14包括上下层双层设置的纵向推拉板15、横向推拉板16，双向对开的所述纵向推拉板15两侧滑动连接纵向导轨，双向对开的所述横向推拉板16两侧滑动连接横向导轨，上下层双层设置的所述纵向推拉板15、横向推拉板16分别调节敞口长度、宽度大小。参见图6、7所示，在排烟板块4上表面设置两个相互平行的所述的横向导轨连接横向推拉板16，下表面设置两个相互平行的所述的纵向导轨连接纵向推拉板15，或反之安装也可以。
所述火源模拟装置7是一个采用清洁能源的气体燃烧器，通过改变气体的流量来模拟不同的火源热释放率。
所述气体燃烧器置于远程控制的滑轮车上，远程控制改变滑轮车在隧道内的位置，从而实现对不同火源位置的模拟。
日常工况下，将若干个携带污染物的钢瓶9均匀的置于隧道全线，实现对汽车排放污染物的模拟。
所述监测系统包括污染物监测系统、温度监测系统17、烟气流场监控系统24、录像系统8。
参见图8所示，所述污染物监测系统由污染物监测装置构成；所述温度监测系统由热电偶及数据采集装置构成；所述污染物监测装置、热电偶沿隧道的中轴线均匀布置通过挂线固定或通过支撑装置支撑，从隧道顶部至隧道地面共布置5排沿隧道长度均匀布置；所述烟气流场监测系统的激光偏光源24，放置在隧道的入口处，示踪火灾烟气的运动效果；录像系统8由数码相机组成，放置在防火玻璃一侧的所述隧道模型主体1外部。
所述金属板材为钢板；调整所述升降支架2高度来改变隧道坡度。
所述隧道模型主体1是与实际隧道按照1：8搭建的隧道模型。
本发明的一种顶部敞口的隧道通风排烟模拟检测装置的检测方法，所述隧道模型主体1是与实际隧道按照1：8搭建的隧道模型，包括以下步骤：
(Ⅰ)调整升降支架2使隧道模型主体1呈水平，
(A)将若干个携带污染物(CO、NOx)的钢瓶9间隔均匀的布置于隧道全线，模拟日常工况下汽车排放污染物：
先设置一定的隧道顶部敞口间距和敞口尺寸，通过改变敞口尺寸或敞口间距，测试其对排烟效果的影响，由污染物监测系统17监测隧道全线的污染物浓度：
(a)、保证敞口间距不变，调整排烟板块上通风排烟阀的纵向推拉板15和横向推拉板16，从而改变敞口的尺寸，由污染物监测系统17监测隧道全线的污染物浓度，重复多次，从而得出敞口尺寸对于隧道污染物分布规律的影响；
(b)、保证敞口尺寸不变，通过关闭隧道顶部部分排烟板块上的排烟阀14，从而改变相邻敞口之间的间距，由污染物监测系统分别测出不同敞口间距下污染物的浓度分布，得出敞口间距对隧道污染物分布规律的影响，最终获得隧道日常工况下的最佳敞口尺寸和间距；
(B)将携带污染物(CO、NOx)的钢瓶9移出隧道，将气体燃烧器置于可远程控制的滑轮车上，通过远程控制将气体燃烧器固定在一定的位置，
通过改变敞口尺寸或敞口间距，测试其对排烟效果的影响，排烟效果可以通过温度监测系统17、烟气流场监控系统24、录像系统8监测；
(a)、保证敞口间距不变，调整排烟板块上通风排烟阀的纵向推拉板15和横向推拉板16，从而改变敞口的尺寸，由温度监测系统17、烟气流场监控系统24、录像系统8监测隧道全线的烟气蔓延情况，重复多次，从而得出敞口尺寸对于隧道烟气分布规律的影响；
(b)、保证敞口尺寸不变，通过关闭隧道顶部部分排烟板块上的排烟阀14，从而改变相邻敞口之间的间距，由温度监测系统17、烟气流场监控系统24、录像系统8监测分别测出不同敞口间距下烟气的浓度分布，得出敞口间距对隧道烟气分布规律的影响，最终获得隧道日常工况下的最佳敞口尺寸和间距；
远程控制改变火源位置，重复上述(a)(b)改变敞口尺寸和敞口间距的操作；
改变气体的流量改变火源热释放率，再次重复上述(a)(b)改变敞口尺寸和敞口间距的操作，分别记录每次排烟效果和相对应的参数，得到各工况最佳排烟效果下的敞口尺寸和敞口间距；
(Ⅱ)调整升降支架2改变隧道坡度，重复上述(Ⅰ)各步骤改变敞口尺寸和敞口间距的操作。
以下进一步解释本发明：
所述隧道模型主体1是与实际隧道按照1：8搭建的隧道模型，由多节可水平插接、拆卸的子隧道20组成，可以根据需要将各子隧道相互嵌入无缝衔接实现对一、二、三类隧道长度的模拟。隧道前面板23采用可开启的透明防火玻璃，可以通过开启防火玻璃及时更换携带污染物(CO、NOx等)的钢瓶9或者火源模拟装置7，通过透明的防火玻璃能够方便观测隧道内污染物的扩散及发生火灾时烟气的流动情况。所述隧道模型主体的顶部是由若干个带通风排烟口的排烟板块4构成，所述通风排烟口上设置通风排烟阀14，隧道内部和外界环境通过所述的通风排烟阀14控制开闭，通过调整纵向推拉板15和横向推拉板16的位置调整排烟阀开口的大小和开闭。模拟装置对敞口尺寸的模拟可以通过调整排烟阀14开口的大小来实现，敞口间距的模拟可根据需要关闭隧道顶部部分板块4上的排烟阀14实现。
所述火源模拟装置7是一个采用清洁能源的气体燃烧器，可通过改变气体的流量来模拟不同的火源热释放率。模拟火灾工况时，将气体燃烧器置于可远程控制的滑轮车上，可根据需要远程控制改变滑轮车的位置，从而实现对不同火源位置的模拟。日常工况下，将若干个携带污染物(CO、NOx等)的钢瓶9置于隧道内，实现对汽车排放污染物的模拟。
所述监控系统包括污染物监测系统和温度监测系统17、烟气流场监控系统24和录像系统8。污染物监测系统由污染物监测装置构成，温度测试系统由热电偶及数据采集装置组成。污染物监测装置、热电偶均匀布置在隧道的中轴线上的线固定或通过支撑装置支撑，从上到下共布置5排沿隧道长度均匀布置。烟气流场监测系统24为一个激光偏光源，放置在隧道的入口处，可以示踪火灾烟气的运动效果。录像系统8由数码相机组成，放置在防火玻璃外侧。所述监控系统均为已有技术。
上述所有子隧道的各个衔接部位，如插接端11和承接端12之间、以及排烟板块4安装后与横梁之间均有重叠部分，所述重叠部分及板块与板块接触的位置均设有防烟垫18防止泄漏起密封作用，当螺栓连接后可有效防止模型进行模拟实验时漏烟。
实施例
如图1所示，本发明一种顶部敞口的隧道通风排烟模拟检测装置，主要包括隧道模型主体1、携带污染物(CO、NOx等)的钢瓶9、火源模拟装置7以及配套监测系统，所述隧道模型主体1是与实际隧道按照1：8搭建的隧道模型。
首先将若干个子隧道20衔接，使隧道长度按照1：8达到三类隧道的长度，调整升降支架2使隧道水平。将若干个携带污染物(CO、NOx等)的钢瓶9间隔均布置于隧道内，模拟日常工况下汽车排放污染物。先设置一定的敞口间距和敞口尺寸，由污染物监测系统17监测隧道全线的污染物浓度，然后保证敞口间距不变，调整板块通风排烟口上通风排烟阀的纵向推拉板15和横向推拉板16，从而改变敞口的尺寸，由污染物监测系统17再次监测隧道全线的污染物浓度，重复多次，从而得出敞口尺寸对于隧道污染物分布规律的影响。保证敞口尺寸不变，通过关闭隧道顶部部分板块上的排烟阀14，从而改变相邻敞口之间的间距，由污染物监测系统分别测出不同敞口间距下污染物的浓度分布，得出敞口间距对隧道污染物分布规律的影响，最终获得三类隧道日常工况下的最佳敞口尺寸和间距。将携带污染物(CO、NOx等)的钢瓶9移出隧道，将气体燃烧器置于可远程控制的滑轮车上，通过远程控制将气体燃烧器固定在一定的位置，通过改变敞口尺寸和敞口间距，研究其对排烟效果的影响，排烟效果可以通过温度监测系统17、烟气流场监控系统24、录像系统8等监测。远程控制改变火源位置，重复上述改变敞口尺寸和敞口间距的操作，改变气体的流量改变火源热释放率，再次重复上述改变敞口尺寸和敞口间距的操作，分别记录每次排烟效果和相对应的参数，得到各工况最佳排烟效果下的敞口尺寸和敞口间距。
调整升降支架2改变隧道坡度，重复上述操作。
然后增加子隧道20衔接的个数，使隧道长度分别达到一类、二类隧道的长度，再次重复上述操作，最终得到不同坡度下各类隧道满足自然通风、自然排烟需求的敞口尺寸和敞口间距。将得出的实验结论推广到实际工程应用中。
通过研究隧道全线敞口尺寸、敞口间距对通风排烟效果的影响，获得满足一、二、三类隧道自然通风、自然排烟需求时相对应各敞口的最佳参数，将得出的实验结论推广到将来更多的实际工程应用中。
Claims (10)
1.一种顶部敞口的隧道通风排烟模拟检测装置，其特征在于，包括隧道模型主体(1)、携带至少包括CO、NOx污染物的钢瓶(9)、火源模拟装置(7)、监测系统；
所述隧道模型主体(1)为两侧设置为洞口的模拟隧道结构，其由多节水平插接的子隧道(20)相互嵌入无缝插接构成，所述子隧道(20)为顶部设置两道纵梁(6)的金属的框架结构，框架中段为隧道体(201)，其两端一端设置插接端(11)一端设置承接端(12)，所述插接端(11)承接端(12)的底部及前、后侧面三面安装金属板材围成，所述隧道体底部安装隧道底板(21)、后面安装隧道后墙板(22)围成均为金属板材，前面安装可开启的透明防火玻璃材质的隧道前面板(23)封闭，所述隧道体底部安装调节隧道坡度的升降支架(2)及移动的万向轮(3)；相邻的所述子隧道(20)通过所述的插接端插入所述的承接端嵌接连接，所述的插接端与承接端的重叠部分的侧缝内设置防烟垫(18)密封；
所述子隧道(20)的顶部依次安装若干个排烟板块(4)封闭，所述排烟板块(4)中部设置通风排烟口，所述通风排烟口上安装通风排烟阀(14)，隧道内部和外界环境通过所述的通风排烟阀(14)开启控制开闭大小；所述排烟板块两端通过带有螺栓孔(13)的连接耳板与所述子隧道(20)的两道纵梁(6)螺接固定；所述排烟板块安装后与所述纵梁均设有重叠部分，在所述重叠部分及相邻所述排烟板块接触的位置均设有防烟垫(18)密封。
2.如权利要求1所述的一种顶部敞口的隧道通风排烟模拟检测装置，其特征在于，所述通风排烟阀(14)包括上下层双层设置的纵向推拉板(15)、横向推拉板(16)，双向对开的所述纵向推拉板(15)两侧滑动连接纵向导轨，双向对开的所述横向推拉板(16)两侧滑动连接横向导轨，上下层双层设置的所述纵向推拉板(15)、横向推拉板(16)分别调节敞口长度、宽度大小。
3.如权利要求1所述的一种顶部敞口的隧道通风排烟模拟检测装置，其特征在于，所述火源模拟装置(7)是一个采用清洁能源的气体燃烧器，通过改变气体的流量来模拟不同的火源热释放率。
4.如权利要求3所述的一种顶部敞口的隧道通风排烟模拟检测装置，其特征在于，所述气体燃烧器置于远程控制的滑轮车上，远程控制改变滑轮车在隧道内的位置，从而实现对不同火源位置的模拟。
5.如权利要求1所述的一种顶部敞口的隧道通风排烟模拟检测装置，其特征在于，日常工况下，将若干个携带污染物的钢瓶(9)均匀的置于隧道全线，实现对汽车排放污染物的模拟。
6.如权利要求1所述的一种顶部敞口的隧道通风排烟模拟检测装置，其特征在于，所述监测系统包括污染物监测系统、温度监测系统(17)、烟气流场监控系统(24)、录像系统(8)。
7.如权利要求6所述的一种顶部敞口的隧道通风排烟模拟检测装置，其特征在于，所述污染物监测系统由污染物监测装置构成；所述温度监测系统由热电偶及数据采集装置构成；所述污染物监测装置、热电偶沿隧道的中轴线均匀布置通过挂线固定或通过支撑装置支撑，从隧道顶部至隧道地面共布置5排沿隧道长度均匀布置；所述烟气流场监测系统的激光偏光源(24)，放置在隧道的入口处，示踪火灾烟气的运动效果；录像系统(8)由数码相机组成，放置在防火玻璃一侧的所述隧道模型主体(1)外部。
8.如权利要求1所述的一种顶部敞口的隧道通风排烟模拟检测装置，其特征在于，所述金属板材为钢板；调整所述升降支架(2)高度改变隧道坡度。
9.如权利要求1所述的一种顶部敞口的隧道通风排烟模拟检测装置，其特征在于，所述隧道模型主体(1)是与实际隧道按照1：8搭建的隧道模型。
10.权利要求1至9任意一项所述的一种顶部敞口的隧道通风排烟模拟检测装置的检测方法，其特征在于，所述隧道模型主体(1)是与实际隧道按照1：8搭建的隧道模型，包括以下步骤：
(Ⅰ)调整升降支架(2)使隧道模型主体(1)呈水平，
(A)将若干个携带污染物(CO、NOx)的钢瓶(9)间隔均匀的布置于隧道全线，模拟日常工况下汽车排放污染物：
先设置一定的隧道顶部敞口间距和敞口尺寸，通过改变敞口尺寸或敞口间距，测试其对排烟效果的影响，由污染物监测系统(17)监测隧道全线的污染物浓度：
(a)、保证敞口间距不变，调整排烟板块上通风排烟阀的纵向推拉板(15)和横向推拉板(16)，从而改变敞口的尺寸，由污染物监测系统(17)监测隧道全线的污染物浓度，重复多次，从而得出敞口尺寸对于隧道污染物分布规律的影响；
(b)、保证敞口尺寸不变，通过关闭隧道顶部部分排烟板块上的排烟阀(14)，从而改变相邻敞口之间的间距，由污染物监测系统分别测出不同敞口间距下污染物的浓度分布，得出敞口间距对隧道污染物分布规律的影响，最终获得隧道日常工况下的最佳敞口尺寸和间距；
(B)将携带污染物(CO、NOx)的钢瓶(9)移出隧道，将气体燃烧器置于可远程控制的滑轮车上，通过远程控制将气体燃烧器固定在一定的位置，
通过改变敞口尺寸或敞口间距，测试其对排烟效果的影响，排烟效果可以通过温度监测系统(17)、烟气流场监控系统(24)、录像系统(8)监测；
(a)、保证敞口间距不变，调整排烟板块上通风排烟阀的纵向推拉板(15)和横向推拉板(16)，从而改变敞口的尺寸，由温度监测系统(17)、烟气流场监控系统(24)、录像系统(8)监测隧道全线的烟气蔓延情况，重复多次，从而得出敞口尺寸对于隧道烟气分布规律的影响；
(b)、保证敞口尺寸不变，通过关闭隧道顶部部分排烟板块上的排烟阀(14)，从而改变相邻敞口之间的间距，由温度监测系统(17)、烟气流场监控系统(24)、录像系统(8)监测分别测出不同敞口间距下烟气的浓度分布，得出敞口间距对隧道烟气分布规律的影响，最终获得隧道日常工况下的最佳敞口尺寸和间距；
远程控制改变火源位置，重复上述(a)(b)改变敞口尺寸和敞口间距的操作；
改变气体的流量改变火源热释放率，再次重复上述(a)(b)改变敞口尺寸和敞口间距的操作，分别记录每次排烟效果和相对应的参数，得到各工况最佳排烟效果下的敞口尺寸和敞口间距；
(Ⅱ)调整升降支架(2)改变隧道坡度，重复上述(Ⅰ)各步骤改变敞口尺寸和敞口间距的操作。
Priority Applications (1)
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| CN202110623573.XA CN113250730A (zh) | 2021-06-04 | 2021-06-04 | 一种顶部敞口的隧道通风排烟模拟检测装置及检测方法 |
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| CN202110623573.XA CN113250730A (zh) | 2021-06-04 | 2021-06-04 | 一种顶部敞口的隧道通风排烟模拟检测装置及检测方法 |
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| CN113250730A true CN113250730A (zh) | 2021-08-13 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN114894421A (zh) * | 2022-04-26 | 2022-08-12 | 重庆大学 | 用于模拟隧道燃气泄漏爆燃的多参数测试系统及测试方法 |
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2021
- 2021-06-04 CN CN202110623573.XA patent/CN113250730A/zh active Pending
Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN114894421A (zh) * | 2022-04-26 | 2022-08-12 | 重庆大学 | 用于模拟隧道燃气泄漏爆燃的多参数测试系统及测试方法 |
| CN114894421B (zh) * | 2022-04-26 | 2023-02-21 | 重庆大学 | 用于模拟隧道燃气泄漏爆燃的多参数测试系统及测试方法 |
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