CN212433030U - 基于低压双流体细水雾的灭油池火效能实验装置 - Google Patents
基于低压双流体细水雾的灭油池火效能实验装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种基于低压双流体细水雾的灭油池火效能实验装置，其特征在于，包括实验舱体，实验舱体内设置有细水雾发生装置、图像采集系统、温度采集系统、烟雾探测系统和火源，火源设置于实验舱体内底部的中间位置，细水雾发生装置设置于实验舱体的内顶部，细水雾发生装置用于提供低压双流体细水雾，温度采集系统包括竖向间距排列的多个热电偶树，热电偶树上间距布置多个热电偶，实验舱体内顶部还设置有障碍物，障碍物正对火源。本实用新型搭建更为先进的低压双流体细水雾雾动量测量以及其灭油池火效能研究实验平台，可以实现得到具体的低压双流体细水雾的雾动量值，以及对灭油池火效能有何影响的验证实验。
Description
技术领域
本实用新型涉及航空安全领域，具体涉及基于低压双流体细水雾的灭油池火效能实验装置。
背景技术
《民用飞机货舱细水雾灭火关键技术与实验验证》项目关注新一代民机货舱灭火系统的关键科学技术问题，利用模拟仿真、微尺度实验以及全尺寸实验对细水雾产生设计、细水雾灭火系统以及变压环境条件与火行为作用的技术问题进行研究，引出兼容民机机载功能系统细水雾雾化方法、机载细水雾流场扰流特性和时空分布规律以及机载细水雾变压环境下抑灭火机理的科学问题。美国FAA先后制定出四部关于机载哈龙替代的最低性能标准(Minimum Performance Standard，简称MPS)和实验验证方法。新的飞机货舱灭火系统需要满足四种不同的防火测试场景分别为：大尺度固体火、集装箱固体火、表面燃油池火和气瓶爆炸。在2000ft3(8.11m×4.16m×1.67m)的FAA标准飞机货舱中每个火灾场景至少进行5次实验。将数据采集分析后，将新型灭火剂的灭火性能与通用标准进行比较，并决定该灭火剂是否通过测试。但现如今没有能够测量低压双流体细水雾雾动量以及研究雾动量灭油池火效能的相关实验平台。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是没有能够测量低压双流体细水雾雾动量以及研究雾动量灭油池火效能的相关实验平台，目的在于提供基于低压双流体细水雾的灭油池火效能实验装置，解决搭建更为先进的低压双流体细水雾雾动量测量以及其灭油池火效能研究实验平台，可以实现得到具体的低压双流体细水雾的雾动量值，以及对灭油池火效能有何影响的验证实验问题。
本实用新型通过下述技术方案实现：
基于低压双流体细水雾的灭油池火效能实验装置，包括实验舱体，所述实验舱体内设置有细水雾发生装置、图像采集系统、温度采集系统、烟雾探测系统和火源，所述火源设置于所述实验舱体内底部的中间位置，所述细水雾发生装置设置于所述实验舱体的内顶部，所述细水雾发生装置用于提供低压双流体细水雾，所述温度采集系统包括竖向间距排列的多个热电偶树，所述热电偶树上间距布置多个热电偶，所述实验舱体内顶部还设置有障碍物，所述障碍物正对所述火源。
本实用新型通过障碍物的设定，利用温度采集系统和烟雾探测系统的实时监测，可实现低压双流体细水雾穿越障碍物抑灭油池火效能研究。火源正上方设置的障碍物，可以真实模拟飞机货舱装载货物时的实际情况。通过在实验舱体内间距布置多个热电偶树，热电偶树上再间距布置多个热电偶，可以监测实验舱体内空间上各个位置的温度情况，细水雾发生装置提供低压双流体细水雾进时灭火时，实验舱体内空间上各位置的热电偶可根据温度变化情况，来监测低压双流体细水雾的灭火效能。
进一步的，所述细水雾发生装置包括细水雾单喷头，所述细水雾单喷头设置于所述实验舱体的内顶部，所述细水雾单喷头通过管路连接气源和水源，所述气源通过空气压缩机提供，所述水源通过可调式液体流量计提供。使得不同气液比的需求得到满足，能够研究在不同气液比的工况下对低压双流体细水雾雾滴速度和粒径分布的影响，进而得出雾动量的值。优选的，所述细水雾单喷头距离所述火源的水平距离为0.9-1.3m。
进一步的，所述障碍物可调节的设置于所述实验舱体内顶部，所述障碍物可上下左右调节位置。优选的，所述障碍物为挡板，所述挡板通过绳索连接到所述实验舱体的内顶部。
进一步的，所述实验舱体为标准的飞机模拟货舱。标准的飞机模拟货舱，符合美国FAA制定出四部关于机载哈龙替代的最低性能标准和实验验证方法中的货舱大小标准。可以真实模拟飞机货舱灭火效能实验。
进一步的，所述多个热电偶间距4-6cm布置在所述热电偶树上，所述多个热电偶树间距700-100cm间距布置在所述实验舱体内。热电偶树用于分析温度场分布，最后通过计算机采集数据进行分析。
进一步的，所述烟雾探测系统通过数据线连接烟气分析仪，所述烟气分析仪设置于所述实验舱体外部。实时监测舱内部油池火燃烧产生时的烟气成分，包括一氧化碳、二氧化碳和氧气。
进一步的，所述图像采集系统包括粒子图像测速系统和马尔文仪设备。测量低压双流体细水雾喷出时的速度场分布以及雾滴粒径分布情况，进而能够得出各气液比下的雾动量值。
进一步的，所述火源为燃烧的油盘。
本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、能够研究在不同气液比的工况下对低压双流体细水雾雾滴速度和粒径分布的影响，进而得出雾动量的值。
2、通过障碍物的设定，利用温度采集系统和烟雾探测系统的实时监测，可实现低压双流体细水雾穿越障碍物抑灭油池火效能研究。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：
图1为本实用新型实验装置的示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-细水雾发生装置，2-PIV和马尔文仪，3-油盘，4-挡板，5-烟气分析仪，6-热电偶。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
实施例1
本实施例1是一种基于低压双流体细水雾的灭油池火效能实验装置，包括实验舱体，实验舱体内设置有细水雾发生装置、图像采集系统2、温度采集系统、烟雾探测系统和火源3，火源3设置于实验舱体内底部的中间位置，细水雾发生装置设置于实验舱体的内顶部，细水雾发生装置用于提供低压双流体细水雾，温度采集系统包括竖向间距排列的多个热电偶树，热电偶树上间距布置多个热电偶6，实验舱体内顶部还设置有障碍物4，障碍物4正对火源3。细水雾发生装置包括细水雾单喷头1，细水雾单喷头1设置于实验舱体的内顶部，细水雾单喷头1通过管路连接气源和水源，气源通过空气压缩机提供，水源通过可调式液体流量计提供。细水雾单喷头1距离火源3的水平距离为0.9-1.3m。障碍物4可调节的设置于实验舱体内顶部，障碍物4可上下左右调节位置。障碍物4为挡板，挡板通过绳索连接到实验舱体的内顶部。实验舱体为标准的飞机模拟货舱。多个热电偶6间距4-6cm布置在热电偶树上，多个热电偶树间距700-100cm间距布置在实验舱体内。烟雾探测系统通过数据线连接烟气分析仪5，烟气分析仪5设置于实验舱体外部。图像采集系统2包括粒子图像测速系统和马尔文仪设备。火源3为燃烧的油盘。
本实施例1能够研究在不同气液比的工况下对低压双流体细水雾雾滴速度和粒径分布的影响，进而得出雾动量的值。通过障碍物的设定，利用温度采集系统和烟雾探测系统的实时监测，可实现低压双流体细水雾穿越障碍物抑灭油池火效能研究。
实施例2
本实施例2是在实施例1的基础上，如图1所示。实施例2拟采用3.8m×4.16m×1.67m标准飞机货舱基础上搭建，图中标记，1是单喷头低压双流体细水雾的发生装置，由超音速谐振低压双流体细水雾喷头和空压机提供的气源以及利用可调式液体流量计提供的水源组成的细水雾发生装置，距离火源水平距离1.1m；2是粒子图像测速(PIV)系统和马尔文仪设备；3是油池火发生装置；4是可调节挡板构成的障碍物，依靠绳索连接到箱体上表面，调节障碍物位置；5是烟气分析仪；6是热电偶。
实施例2的低压双流体细水雾雾动量特性及其灭油池火效能研究实验平台功能如下：
(1)实验舱体：标准的飞机模拟货舱，符合美国FAA制定出四部关于机载哈龙替代的最低性能标准(Minimum Performance Standard，简称MPS)和实验验证方法中的货舱大小标准。
(2)细水雾发生装置：通过超音速谐振低压双流体细水雾喷头和空压机提供的气源以及利用可调式液体流量计提供的水源组成单喷头细水雾发生装置，使得不同气液比的需求得到满足。此外可进行灭油池火的实验。
(3)图像采集系统：图1中标记2代表的粒子图像测速(PIV)系统和马尔文仪设备能够测量低压双流体细水雾喷出时的速度场分布以及雾滴粒径分布情况，进而能够得出各气液比下的雾动量值。
(4)温度采集系统：实验舱中布置热电偶树分析温度场分布，即按照实验图中的形式排列布置热电偶，最后通过计算机采集数据进行分析。
(5)烟雾探测系统：此系统位于实验舱体内部，由数据线连接外部电脑可进行实时监测舱内部油池火燃烧产生时的烟气成分，有一氧化碳、二氧化碳和氧气等。
(6)图1中标记4表示障碍物设置，依靠绳索连接到箱体上表面，调节绳索长度以及左右滑动改变障碍物位置，目的是进行细水雾灭油池火实验时，能够研究障碍物对细水雾灭油池火的影响规律。
本实施例2具有如下特点：
实时监测不同气液比工况下低压双流体细水雾雾滴粒径分布以及雾滴速度大小，实现雾动量值的测量。通过障碍物的设定，利用温度采集系统和烟雾探测系统的实时监测，可实现低压双流体细水雾穿越障碍物抑灭油池火效能研究。
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.基于低压双流体细水雾的灭油池火效能实验装置，其特征在于，包括实验舱体，所述实验舱体内设置有细水雾发生装置、图像采集系统(2)、温度采集系统、烟雾探测系统和火源(3)，所述火源(3)设置于所述实验舱体内底部的中间位置，所述细水雾发生装置设置于所述实验舱体的内顶部，所述细水雾发生装置用于提供低压双流体细水雾，所述温度采集系统包括竖向间距排列的多个热电偶树，所述热电偶树上间距布置多个热电偶(6)，所述实验舱体内顶部还设置有障碍物(4)，所述障碍物(4)正对所述火源(3)。
2.根据权利要求1所述基于低压双流体细水雾的灭油池火效能实验装置，其特征在于，所述细水雾发生装置包括细水雾单喷头(1)，所述细水雾单喷头(1)设置于所述实验舱体的内顶部，所述细水雾单喷头(1)通过管路连接气源和水源，所述气源通过空气压缩机提供，所述水源通过可调式液体流量计提供。
3.根据权利要求2所述基于低压双流体细水雾的灭油池火效能实验装置，其特征在于，所述细水雾单喷头(1)距离所述火源(3)的水平距离为0.9-1.3m。
4.根据权利要求1所述基于低压双流体细水雾的灭油池火效能实验装置，其特征在于，所述障碍物(4)可调节的设置于所述实验舱体内顶部，所述障碍物(4)可上下左右调节位置。
5.根据权利要求4所述基于低压双流体细水雾的灭油池火效能实验装置，其特征在于，所述障碍物(4)为挡板，所述挡板通过绳索连接到所述实验舱体的内顶部。
6.根据权利要求1所述基于低压双流体细水雾的灭油池火效能实验装置，其特征在于，所述实验舱体为标准的飞机模拟货舱。
7.根据权利要求1所述基于低压双流体细水雾的灭油池火效能实验装置，其特征在于，所述多个热电偶(6)间距4-6cm布置在所述热电偶树上，所述多个热电偶树间距700-100cm间距布置在所述实验舱体内。
8.根据权利要求1所述基于低压双流体细水雾的灭油池火效能实验装置，其特征在于，所述烟雾探测系统通过数据线连接烟气分析仪(5)，所述烟气分析仪(5)设置于所述实验舱体外部。
9.根据权利要求1所述基于低压双流体细水雾的灭油池火效能实验装置，其特征在于，所述图像采集系统(2)包括粒子图像测速系统和马尔文仪设备。
10.根据权利要求1所述基于低压双流体细水雾的灭油池火效能实验装置，其特征在于，所述火源(3)为燃烧的油盘。
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