一种模拟大型载客汽车发动机舱火灾防控机理的实验装置

摘要

本发明公开了一种模拟大型载客汽车发动机舱火灾防控机理的实验装置，特征是在箱体内部增加障碍物及灭火设施，可模拟载客汽车发动机舱内不同条件下火灾发生和发展规律及灭火设施的有效性，为合理设计载客汽车发动机舱内灭火设施提供依据；本装置可根据需要调整障碍物的形状、结构、尺寸和位置，火源种类和功率、外部环境条件等，装置使用更加灵活。本发明装置结构合理，所使用的材料易得，工作性能稳定、操作简单、可实现重复性地操作，适应大规模工业生产测试的需要。

说明书

技术领域

本发明属于安全工程测试技术领域，具体涉及灾害燃烧的实验测试装置。

背景技术

大型载客汽车是指可用于载客或专门载客的大型车辆，车长大于等于6m或者乘坐人数大于等于21人，如：长途客车、公交车等。目前大型载客汽车是城际及城内的主要交通工具之一。大型载客汽车发动机舱为受限空间，其内部可燃物种类繁多，发动机长期运行、空间内部温度较高，因此具有极大的火灾危险性。

目前用于测定载客汽车发动机舱火灾机理及灭火设施有效性的实验装置，如：瑞典的SP技术研究所(SP Technical Research Institute of Sweden)发表的研究报告公交车火灾危险性（Bus Fire Safety. SP Technical Research Institute of Sweden. SP Report 2108:41）中介绍了一种1/3尺寸的公交车发动机舱模拟实验装置，该装置可模拟不同火源位置和种类时，发动机引擎、排气系统启动的情况以及水灭火系统作用下，火灾发生和发展规律，从而得出灭火设施的有效性，该装置发动机舱内无障碍物，可测定温度、辐射强度等相关参数。此实验装置可用于测定载客汽车发动机舱内有障碍物阻挡下火灾发生和发展规律及车载灭火装置的有效性。可为研究载客机车发动机舱火蔓延机理，发展有效防火灭火装置提供理论支撑。

发明内容

本发明的目的是提供一种模拟大型载客汽车发动机舱火灾防控机理的实验装置，以弥补现有技术的不足，为研究载客汽车发动机舱火灾防控提供实验支撑，来满足实验及生产的需要。

本发明一种模拟大型载客汽车发动机舱火灾防控机理的实验装置，包括外箱、内部障碍系统和测控系统；所述的外箱为箱体结构，底部为敞开结构，箱体表面上部有排烟口，侧面有排气窗，内壁有固定装置；内部障碍系统由不同形状结构的不燃结构的障碍物构成；所述测控系统由外箱内部的热电偶，辐射热流计等通过数据线连接至主控计算机组成；其特征在于：箱体内部障碍物可选择不同材质、形状，并可自由组合，模拟载客汽车发动机舱不同内部结构。

本发明装置使用时，根据实验要求摆放箱体内部障碍物、火源及灭火设施位置，根据测试需要在箱体内部及表面需要测试的相关位置布设所需数量的热电偶及辐射热流计，开通数据采集系统，点火，启动灭火设施；在此过程中，热电偶、辐射热流计获得的模拟信号经数模转换输入到测控系统的主控计算机进行数据存储和计算处理；当明火熄灭，关闭数据采集系统及传动装置电源。

本发明一种模拟大型载客汽车发动机舱火灾防控机理的实验装置与现有测试装置相比较，由于本发明装置在被测箱体内部增加了障碍物，在实验过程中，可模拟不同发动机舱内部结构条件下舱内火灾发生和发展规律及探测灭火设施的有效性，克服了现有技术不能研究存在障碍物的载客汽车发动机舱内火灾发生和发展机理及火灾探测灭火有效性的缺点；本发明障碍物为灵活的多种结构，实验时可根据需要选择障碍物的数量，随意摆放障碍物的位置，使箱体内障碍物的数量、位置、结构、形状均可不受限制地根据测试需要来调节，可测试的场景较现有实验装置更加多样，装置使用更加灵活，克服了原有装置舱内结构单一的缺点；本发明装置结构合理，所使用的材料易得，工作性能稳定、操作简单、可实现重复性地操作，可适应大规模工业生产测试的需要。

 

附图说明

图1为本发明一种模拟大型载客汽车发动机舱火灾防控机理的实验装置的正视图；

图2为本发明实验装置左视图；

图3为本发明实验装置俯视图；

图4为本发明箱体内部障碍物正视图；

图5为本发明箱体内部障碍物俯视图；

图6为本发明箱体内部障碍物左视图。

具体实施方式

实施例1：

图1为本发明一种模拟大型载客汽车发动机舱火灾防控机理的实验装置的正视图；图2为本发明实验装置左视图；图3为本发明实验装置俯视图；图4为本发明箱体内部障碍物正视图；图5为本发明箱体内部障碍物俯视图；图6为本发明箱体内部障碍物左视图。如上述附图中所示，本发明一种模拟大型载客汽车发动机舱火灾防控机理的实验装置，包括外箱7、内部障碍系统5和测控系统16；所述的外箱7为箱体结构，底部为敞开结构，采用3mm的不锈钢板表面涂抹防火漆制作；外箱7分为四个互相连通的区域，区域a尺寸为0.76m×1.25m×0.48m，区域b尺寸为0.25m×1.25m×0.61m，区域c高度0.61m以上为斜坡结构，坡度为70°，高出区域0.25m，区域d尺寸为0.15m×1.25m×0.94m,四个区域内部连通；；外箱7底部安装滑动轮1，以便装置自由移动；外箱7区域d远离区域c的一侧表面上部中间有排烟口19，排烟口19宽度为0.95m，高度为0.03m；为便于实验操作及装置清理，在外箱7区域d远离c的一侧壁面距离底部0.2m高度处，有尺寸为1.05m×0.5m的可开启门18，距离一侧壁面0.1m，可开启门18参考载客汽车发动机舱后部门的结构可由下向上开启；外箱7区域c和区域d的两侧表面距离箱体底部0.065m处各有一个排气窗14，排气窗14尺寸为0.4m×0.4m，排气窗14上有把手13，可通过把手开启或关闭；区域c前后表面上下各有一个直径0.06m的布线孔4，下部布线孔4圆心距离底部0.12m，上部布线孔4圆心距离底部0.6m，共四个布线孔4；外箱7内部由隔板a15、隔板b8、隔板c21、隔板d20、隔板e22分为独立的四个区域，以接近真实的载客汽车发动机舱结构，在区域d、区域c和区域b排气窗14靠近区域c一侧边缘距离外箱7下部0.025m高度处每隔0.035m设置一根直径为0.035m的支撑杆2，共9根，支撑杆2两端焊接于外箱7前后壁面上，支撑杆2用于支撑放置于箱体7内部的障碍物5；障碍物5由不锈钢制作的长方体、不规则管道组成，障碍物1 5a尺寸为0.15m×0.15m×0.24m，障碍物2 5b尺寸为0.125m×0.125m×0.36m，障碍物3 5c尺寸为0.1m×0.2m×0.1m，障碍物4 5d尺寸为0.075m×0.075m×0.125m，障碍物5 5e管道直径为0.0375m，宽度为0.14m，高度为0.29m，障碍物6 5f管道直径为0.0375m，长度为0.33m，高度为0.05m；火源采用油池3，油池尺寸为0.16m×0.16m×0.05m，置于障碍物2 5b上部，燃料为煤油；外箱7四个区域内壁面自顶部向下每隔0.1m设置挂钩12，挂钩12长度为0.02m，钩体高度为0.015m，挂钩12用于固定悬挂线10，悬挂式超细干粉灭火装置9悬挂于悬挂线10上，通过改变悬挂线10两端的位置，可根据需要调整悬挂式超细干粉灭火装置9的位置；外箱7区域d中部自顶部向下每隔0.05m设置直径为2mm的K型热电偶11，，共计8个热电偶11，用于测定实验过程中箱体内部温度变化；外箱7区域d远离区域c的壁面内部中部自顶部而下每隔0.16m设置辐射热流计6，共设置四个辐射热流计6；所述测控系统16由热电偶11和辐射热流计6通过数据线连接至主控计算机17组成。

实验过程中，将油池3内盛满煤油，放置于箱体7中部较低障碍物2 5b上方；悬挂线10悬挂于箱体7区域d中部自上而下第二个挂钩12上，悬挂式超细干粉灭火装置9悬挂于悬挂线10中部；热电偶11在外箱7区域d中部自顶部向下每隔0.05m设置1个，共计8个热电偶11；外箱7区域d远离区域c的壁面内部中部自顶部而下每隔0.16m设置辐射热流计6；开通数据采集系统，点火；当悬挂式超细干粉灭火装置9玻璃球处的温度达到其68℃时，玻璃球破裂，悬挂式超细干粉灭火装置9喷射超细干粉灭火剂，进行灭火；在此过程中，热电偶11获得的模拟信号经数模转换输入到测控系统16的主控计算机17进行数据存储和计算处理；当油池3内火熄灭，关闭数据采集系统；本实施例可模拟测定载客汽车发动机舱内有障碍物时，干粉灭火装置灭火效果。

实施例2：

本实施例中，将障碍物3 5c换为汽车的散热风扇，散热风扇转速最大为2800r/min，其他设置于实施例1相同；本实施例可模拟发动机风扇作用情况下载客汽车发动机舱内部火灾发生和发展规律、烟气蔓延规律及发动机风扇作用下灭火设施的有效性。

实施例3：

本实施例中，在障碍物1 5a内部充满温度为80℃的热水，并设置水循环系统，使障碍物1 5a内水保持80℃，其他设置于实施例1相同；本实施例可模拟发动机动作条件下发生火灾时，发动机产生的高温对火灾发生和发展的影响及其对灭火设施有效性的影响。

实施例4：

本实施例中，将排气窗14更换为百叶窗，将箱体7置于风洞中实验，实验中风速取为5m/s，其他设置于实施例1相同；本实施例可模拟运动情况下载客汽车发动机舱发生火灾时，外界风速对其内部火灾发生和发展的影响及灭火设施的有效性。

实施例5：

本实施例中，将火源由油池3更换为橡胶，尺寸为0.3m×0.3m×0.02m，橡胶放置位置为区域a靠近一侧壁面处地面，其他设置与实施例1相同；本实施例可模拟载客汽车轮胎着火时，火焰及烟气在发动机舱内蔓延规律。