本技术涉及超长地铁单隧道多运动体火灾缩尺寸实验装置,特别涉及一种配置全射流风机组纵向通风的超长隧道运动列车火灾缩尺寸实验装置。
背景技术:
1、地铁隧道通常设有通风系统,以保证在正常运营时的空气质量满足人员需求和发生火灾时保证乘客的安全疏散。隧道的通风系统主要有横向通风、半横向通风和纵向通风三种,而地铁隧道主要采用的是纵向通风系统,射流风机作为纵向通风系统的常用通风设备,在地铁隧道中应用在以下三种场景下。(1)通风系统正常运营时,为隧道环境进行降温除湿,排除废热,保证隧道的温度和湿度处于合理的范围;(2)当列车由于故障等原因阻塞隧道时,为乘客和救援人员提供新风,保障列车冷凝器的正常运行;(3)在火灾工况下,控制烟气流动方向,防止烟气在隧道内发生回流,将烟气温度和浓度维持在可接受的范围内,从而有效的控制烟气的流动,创造人员的安全疏散环境。
2、然而,目前的研究对于射流风机的运行特性尚不清晰,由于射流风机的断面仅占隧道的1~2%左右,其运行特性与管道风机有很大的不同,风机串并联工作特性和工作状态点不能按照风机特性曲线和隧道阻力特性曲线直接相交来确定。开展射流风机的运行特性研究,对于风机合理选型和火灾工况的烟气控制具有重要意义。
3、现场测试和全尺寸实验受隧道运行列车的影响,不仅难以实施,而且实验费用昂贵,再加上周期长,可控性差,在实际的研究中很难具备实验的条件,而缩尺寸模型是一种替代全尺寸试验和数值分析的重要方法,不仅可以为全尺寸模型提供有关现象学和性能的重要信息,还可以有助于进行参数化研究或关注特定的物理方面,如烟雾模式羽流行为。
4、目前的隧道模型通风主要采用外置风机进行送风,无法考虑射流风机的特性曲线和隧道阻力特性曲线的关系,进而无法确定射流风机的工作状态点,此外,也无法考虑到在火灾情况下至关重要的喷气风扇下游的实际速度分布,迫切需要在隧道模型使用缩尺寸内置的射流风机模型。因此,搭建一种配置全射流风机组纵向通风的超长隧道运动列车火灾缩尺寸实验装置对于射流风机运行特性的研究以及全射流纵向通风系统的特性具有重要意义。
技术实现思路
1、针对上述现有技术,本实用新型提供的一种全射流纵向通风型超长隧道运动列车火灾缩尺寸实验装置,主要的目的包括:(1)研究射流风机运行的工作状态点、串并联特性和隧道阻力特性的关系;(2)研究射流风机的回流特性以及其风速和压升作用于隧道后的实际风压与风速效果;(3)研究全射流风机组纵向通风系统在地铁隧道中的运行特性及其通风排烟效果。
2、为了解决上述技术问题,本实用新型提出的一种全射流纵向通风型超长隧道运动列车火灾缩尺寸实验装置,包括超长隧道的缩尺寸模型和多台与上位机相连的高清数码摄像机,所述上位机中安装有数据采集系统;所述超长隧道的缩尺寸模型由两个支架支撑的隧道主体;
3、所述隧道主体是由顶板、后侧壁、底板和位于前侧的火焰观察窗围成的横截面为矩形的纵向通道,所述隧道主体由多段贯通的模块式的隧道标准段构成;所述高清数码摄像机布置在所述火焰观察窗的前方、并面对着所述火焰观察窗;所述隧道主体的底板上设有一条纵向中心轨道,在所述纵向中心轨道上布置有多个列车模型,每个列车模型通过设置在列车模型底部的滑轮与所述的纵向中心轨道滑动配合,每个列车模型均设有相互独立的驱动系统,所述隧道主体的底板上设有每个列车模型的行程开关,每个列车模型的顶部均设有燃烧器;在每段隧道标准段的顶板上均分别设有一套测试单元,所述测试单元包括均与所述上位机相连的压力测试系统、温度测试系统、烟气成分及浓度测试系统和活塞风风速测试系统;所述隧道主体的顶板或者侧壁上、沿所述隧道主体的纵向设有两列或多列内置射流风机
4、进一步讲,本实用新型所述的实验装置,其中:
5、相邻的隧道标准段之间采用法兰盘连接。
6、所述列车模型的驱动系统包括由控制电机带动的链轮/链条传动机构,所述链轮/链条传动机构包括主动链轮盘、链条、链条张紧装置和被动链轮盘,所述主动链轮盘通过联轴器与所述控制电机的输出端相连;所述列车模型和所述链条连接后形成闭环运动系统,包括位于所述隧道主体纵向通道内的a部分和位于所述隧道主体纵向通道外的b部分,所述列车模型通过前后两端的链条拉紧器连接在所述的a部分中。
7、所述列车模型的长度为l1,所述隧道主体的长度l,所述列车模型的最多个数为n,n=[l/l1]。单台射流风机的实际送风距离l2,每列射流风机的个数为m,m=[l/l2]。
8、射流风机内置在隧道顶板或者侧壁上,沿着隧道主体纵向布置。射流风机设置两列或多列,且每列射流风机的个数相同,两列射流风机的位置按照一一对应布置。
9、每台高清数码摄像机负责一个隧道标准段的图像采集工作,相邻的两台高清数码摄像机采集的图像不能间断。
10、所述列车模型的顶部设有用于安装所述燃烧器的安装槽,所述燃烧器包括燃烧盘,所述燃烧盘内划分为多个小格空间。
11、与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:
12、本实用新型提出的全射流纵向通风型超长隧道运动列车火灾缩尺寸实验装置,在考虑射流风机特性曲线与隧道阻力特性曲线关系的基础上确定射流风机的工作状态点,从而解决了现有研究中使用外置风机进行送风的局限性;此外,本实用新型还可以用于射流风机的回流特性以及其作用于隧道后的实际风压与风速效果研究,以及在火灾情况下射流风机下游的实际速度分布;在此基础上,促进全射流风机组纵向通风系统在地铁隧道中的运行特性及其通风排烟效果的研究。综上,本实用新型搭建的配置全射流风机组纵向通风的超长隧道运动列车火灾缩尺寸实验装置对于促进射流风机运行特性和地铁隧道全射流风机组纵向通风系统的通风排烟特性研究具有重要意义。
1.一种全射流纵向通风型超长隧道运动列车火灾缩尺寸实验装置,包括超长隧道的缩尺寸模型和多台与上位机相连的高清数码摄像机(2),所述上位机中安装有数据采集系统;其特征在于,
2.根据权利要求1所述的全射流纵向通风型超长隧道运动列车火灾缩尺寸实验装置,其特征在于,相邻的隧道标准段(1-1)之间采用法兰盘(1-3)连接。
3.根据权利要求1所述的全射流纵向通风型超长隧道运动列车火灾缩尺寸实验装置,其特征在于,所述列车模型(7)的驱动系统包括由控制电机(12)带动的链轮/链条传动机构,所述链轮/链条传动机构包括主动链轮盘(11-2)、链条(14)、链条张紧装置和被动链轮盘(13-1),所述主动链轮盘(11-2)通过联轴器(11-1)与所述控制电机(12)的输出端相连;
4.根据权利要求1所述的全射流纵向通风型超长隧道运动列车火灾缩尺寸实验装置,其特征在于,所述列车模型(7)的长度为l1,所述隧道主体(1)的长度l,所述列车模型(7)的最多个数为n,n=[l/l1]。
5.根据权利要求4所述的全射流纵向通风型超长隧道运动列车火灾缩尺寸实验装置,其特征在于,所述射流风机内置在隧道顶板或者侧壁上,沿着隧道主体(1)纵向布置。
6.根据权利要求4所述的全射流纵向通风型超长隧道运动列车火灾缩尺寸实验装置,其特征在于,单台射流风机的实际送风距离l2,每列射流风机(17)的个数为m,m=[l/l2]。
7.根据权利要求1所述的全射流纵向通风型超长隧道运动列车火灾缩尺寸实验装置,其特征在于,射流风机设置两列或多列,且每列射流风机(17)的个数相同,各列射流风机(17)的位置按照一一对应布置。
8.根据权利要求1所述的全射流纵向通风型超长隧道运动列车火灾缩尺寸实验装置,其特征在于,每台高清数码摄像机(2)负责一个隧道标准段(1-1)的图像采集工作,相邻的两台高清数码摄像机(2)采集的图像不能间断。
9.根据权利要求1所述的全射流纵向通风型超长隧道运动列车火灾缩尺寸实验装置,其特征在于,所述列车模型(7)的顶部设有用于安装所述燃烧器(8)的安装槽,所述燃烧器(8)包括燃烧盘,所述燃烧盘内划分为多个小格空间。