一种模块化传送带式地铁隧道运动体火灾缩尺寸实验系统技术方案

本发明专利技术公开了一种模块化传送带式地铁隧道运动体火灾缩尺寸实验系统，包括隧道主体，设置于隧道主体上的压力测试系统等，列车模型以及设置于列车模型中的燃烧器，所述隧道主体和列车模型由多段缩尺寸模型实验标准段拼装组成，列车模型被置于传送带上，通过放置于列车模型前后的列车模型位置固定器保证列车模型与传送带的相对位置始终不变，传送带连接列车模型运动主动系统和列车模型运动从动系统。该系统通过调整隧道主体标准段的数量来调节隧道模型的长度，从而模拟不同长度地铁或铁路隧道的运动体火灾特性、烟气扩散特性及活塞风规律。本发明专利技术为运动体隧道火灾的实验研究提供平台支撑，同时也为地铁或铁路隧道防灾减灾提供解决方案。

An experimental system for reducing fire size of a modular belt type Metro Tunnel

The invention discloses a modular conveyor tunnel body scale fire experiment system, including the main tunnel, arranged on the tunnel on the main pressure test system, train model and the burner is arranged inside the train model of the tunnel body and the train model is composed of a plurality of scale model test standard assembled, the train model is placed on a conveyor belt, through the model of train position fixing device is placed in the train model and the relative position of the train model and ensure the belt conveyor is always the same, connecting train model and train model of active movement movement of the driven system. The system adjusts the length of the tunnel model by adjusting the number of standard sections of the tunnel main body, so as to simulate the fire characteristics, smoke diffusion characteristics and piston wind laws of the moving mass of the subway or railway tunnel with different lengths. The invention provides platform support for the experimental study of the tunnel fire of the moving body, and provides a solution for the disaster prevention and reduction of the subway or the railway tunnel.

【技术实现步骤摘要】
一种模块化传送带式地铁隧道运动体火灾缩尺寸实验系统
本专利技术涉及长大地铁隧道多运动体火灾缩尺寸实验系统，特别涉及一种模块化传送带式地铁隧道运动体火灾缩尺寸实验系统。
技术介绍
近年来，随着我国高铁地铁等技术的日渐成熟，在建及新投入使用的隧道规模也逐年增加，据统计，隧道火灾频率约为2次/108·车·千米，长大隧道一旦发生火灾造成的影响及对人员隧道结构安全的威胁是巨大的。随着地铁隧道的长大化，火灾发生后列车往往会被迫减速直至停车，最后滞留在隧道内进行紧急疏散，这是由于以下三种情况造成的：1)火灾发生时通常会切断行车系统供电使列车失去动力；2)驱动电机故障也会使列车失去动力；3)乘客启动紧急制动系统或人为破坏致使列车迫停。列车发生火灾时往往处于高速行驶状态，从高速行驶到逐渐减速停车的动态过程，隧道内的活塞风会随着列车运动状态的变化而变化。而活塞风会驱使隧道内烟气的流向。在列车停车前，隧道内的烟气一直处于列车的后方，当列车制动停车后，车尾的烟气在活塞风的驱使下，会继续运动，蔓延整列列车。因此有必要研究列车发生火灾后，减速停车整个动态过程的塞风规律、火灾燃烧特性、烟气蔓延特性、临界抑制风速、热释放速率等相关机理。现有的隧道火灾缩尺寸实验系统大都只适用于研究地铁或铁路隧道列车停止状态的火灾特性研究，不能反映列车从发生火灾到减速停车的动态过程。而且这种实验系统的长度通常是固定的，只能反映某一具体长度的隧道发生火灾的情形。这种实验装置一般包括缩尺寸隧道模型，列车模型，燃烧器，通风系统，测温系统，风速测试系统及数据采集系统等几部分。可见，目前的隧道火灾模拟实验系统只能进行火源静止火源火灾模拟实验，不能模拟火源运动状态下的火灾特性。迫切需要建立能够用于运动体火灾燃烧特性和烟气扩散特性的实验系统。而且，如何保火源在运动状态下的安全、稳定是一个亟待解决的实际问题。而且如何将实验系统设计模块化，从而在一个实验系统上模拟研究不同长度的地铁隧道火灾情形也是一个亟待解决的问题。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种模块化传送带式地铁隧道运动体火灾缩尺寸实验系统，克服现有技术中不能保证火源在运动状态下的安全、稳定的问题。本专利技术采用的技术方案是：一种模块化传送带式地铁隧道运动体火灾缩尺寸实验系统，包括隧道主体，设置于隧道主体上的压力测试系统、温度测试系统、烟气分析系统和活塞风速测试系统，列车模型以及设置于列车模型中的燃烧器，所述隧道主体和列车模型由多段缩尺寸模型实验标准段拼装组成，列车模型被置于传送带上，通过放置于列车模型前后的列车模型位置固定器保证列车模型与传送带的相对位置始终不变，传送带连接列车模型运动主动系统和列车模型运动从动系统。所述隧道主体包括耐高温隧道主体标准段、耐高温火焰观察窗、外置传送带托辊支架、外置传送带托辊，所述标准段之间采用法兰连接，连接好的隧道主体放置在隧道主体支架上。列车模型包括带燃烧槽的标准列车模型和不带燃烧槽的标准列车模型，带燃烧槽的标准列车模型车顶部设置有燃烧器槽位和燃烧器盖板。所述燃烧器包括燃烧盘，燃烧盘的尺寸与列车模型的燃烧器槽位的尺寸对应，燃烧盘内分隔成多个小格。所述传送带位于内置传送带托辊上。所述列车模型运动主动系统包括速度控制电机、传送带涨紧装置、与隧道主体连接的法兰盘、速度控制电机与传送带涨紧装置利用联轴器连接。所述列车模型运动从动系统包括传送带涨紧装置和与隧道主体连接的法兰盘，从动系统、主动系统、传送带一起形成一个闭环连接。所述隧道耐高温火焰观察窗外，设置有两至多台高清数码摄像机。所述隧道主体入口处设置有隧道风机，紧邻隧道风机出口设置有送风均流格栅。本专利技术的有益效果是：本专利技术的传送带控制可拼接式的地铁或铁路隧道运动体火灾缩尺寸实验系统，将传送带系统应用于运动体火灾实验系统。内置于隧道主体内的传送带按照指定规律带动模型列车运动，保证列车模型的安全平稳运行。同时该实验系统模块化具有可拼接性，可根据需要，增加或减少隧道以及列车模型的长度，从而模拟不同长度地铁或铁路隧道的运动体火灾特性、烟气扩散特性及活塞风规律。本专利技术为运动体隧道火灾的实验研究提供平台支撑，同时也为地铁或铁路隧道防灾减灾提供解决方案。本专利具有良好的社会效益。附图说明图1地铁隧道运动体火灾实验系统图；图2隧道主体拼装示意图；图2(a)是隧道主体拼装示意图，图2(b)是隧道截面连接法兰处断面图；图3列车模型图；图3(a)是列车模型断面图，图3(b)是列车模型侧视图；图4燃烧盘侧视图及俯视图；图4(a)是燃烧盘侧视图，图4(b)是燃烧盘俯视图；图5列车模型与传送带结合方式图；图6列车运动主动系统侧视图；图6(a)是列车运动主动系统沿隧道方向的侧视图，图6(b)是列车运动主动系统垂直于隧道方向的侧视图；图7列车运动从动系统侧视图；图7(a)是列车运动从动系统垂直于隧道方向的侧视图，图7(b)是列车运动从动系统沿隧道方向的侧视图；图8摄像系统与隧道主体的相对位置关系俯视图；其中：1.隧道主体；2.压力测试系统；3.温度测试系统；4.烟气分析系统；5.活塞风速测试系统；6.列车模型运动主动系统；7.列车模型运动从动系统；8.传送带；9.列车模型；10.列车位置固定器；11.送风均流格栅；12.外置传送带托辊；13.燃烧器；14.速度控制电机；15.隧道风机；16.内置传送带托辊；17.隧道主体支架；18.高清数码摄像机。具体实施方式以下结合附图对本专利技术作进一步详细说明。如图1所示，地铁隧道运动体火灾实验系统包括隧道主体1、压力测试系统2、温度测试系统3、烟气分析系统4、活塞风速测试系统5、列车模型运动主动系统6、列车模型运动从动系统7、传送带8、列车模型9、列车位置固定器10、送风均流格栅11、外置传送带托辊12、燃烧器13、速度控制电机14、隧道风机15、内置传送带托辊16、隧道主体支架17。如图2所示，隧道主体1有多段缩尺寸模型实验标准段拼装组成，包括耐高温隧道主体标准段1-1、耐高温火焰观察窗1-2、外置传送带托辊支架12-1、外置传送带托辊12-2。标准段之间采用法兰连接，连接好的隧道主体放置在隧道主体支架17上。如图3所示，实验列车模型也采用标准段拼接组合的方式连接。有利于研究列车长度对活塞风的影响，及其对烟气扩散、火灾特性等的影响。列车模型包括带燃烧槽的标准列车模型9-1和不带燃烧槽的标准列车模型9-2组成。带燃烧槽的标准列车模型9-1车顶部设置有燃烧器槽位13-1和燃烧器盖板13-2。通过调整带燃烧槽的标准列车模型9-1在整列车所处的位置，模拟列车不同位置发生火灾时的火灾特性和烟气扩散特性。可以布置在列车的前段、中部或尾部。图4分别展示了燃烧盘侧视图和俯视图。燃烧盘的尺寸与列车模型的燃烧器槽位13-1的尺寸对应。实验时，将燃烧盘放置于燃烧器槽位13-1中。同时，燃烧盘内分隔成多个小格。实验时，通过控制燃烧器内注入燃料的小格数，来控制火灾强度。适用于研究不同强度的火灾的运动体火灾特性及烟气扩散特性。图5列车模型与传送带结合方式，其中，传送带8位于内置传送带托辊16上，防止传送带8与隧道主体1摩擦，保证传送带8的使用耐久性。列车模型9被置于传送带上，通过放置于列车模型9前后的列车模型位置固定器10保证列本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模块化传送带式地铁隧道运动体火灾缩尺寸实验系统，包括隧道主体(1)，设置于隧道主体(1)上的压力测试系统(2)、温度测试系统(3)、烟气分析系统(4)和活塞风速测试系统(5)，列车模型(9)以及设置于列车模型(9)中的燃烧器(13)，其特征在于，所述隧道主体(1)和列车模型(9)由多段缩尺寸模型实验标准段拼装组成，列车模型(9)被置于传送带(8)上，通过放置于列车模型(9)前后的列车模型位置固定器(10)保证列车模型(9)与传送带(8)的相对位置始终不变，传送带(8)连接列车模型运动主动系统(6)和列车模型运动从动系统(7)。

【技术特征摘要】
1.一种模块化传送带式地铁隧道运动体火灾缩尺寸实验系统，包括隧道主体(1)，设置于隧道主体(1)上的压力测试系统(2)、温度测试系统(3)、烟气分析系统(4)和活塞风速测试系统(5)，列车模型(9)以及设置于列车模型(9)中的燃烧器(13)，其特征在于，所述隧道主体(1)和列车模型(9)由多段缩尺寸模型实验标准段拼装组成，列车模型(9)被置于传送带(8)上，通过放置于列车模型(9)前后的列车模型位置固定器(10)保证列车模型(9)与传送带(8)的相对位置始终不变，传送带(8)连接列车模型运动主动系统(6)和列车模型运动从动系统(7)。2.根据权利要求1所述模块化传送带式地铁隧道运动体火灾缩尺寸实验系统，其特征在于，所述隧道主体(1)包括耐高温隧道主体标准段(1-1)、耐高温火焰观察窗(1-2)、外置传送带托辊支架(12-1)、外置传送带托辊(12-2)，所述标准段之间采用法兰连接，连接好的隧道主体放置在隧道主体支架(17)上。3.根据权利要求1所述模块化传送带式地铁隧道运动体火灾缩尺寸实验系统，其特征在于，列车模型(9)包括带燃烧槽的标准列车模型(9-1)和不带燃烧槽的标准列车模型(9-2)，带燃烧槽的标准列车模型(9-1)车顶部设置有燃烧器槽位(13-1)和燃烧器盖板(13-2)。4.根据权利要求3所述模块化传送带式地铁隧...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱春光，张欢，刘敏章，郑万冬，崔桐，由世俊，张亚卓，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12