一种多功能非连续火蔓延装置
本发明涉及火灾安全实验，尤其是涉及一种多功能非连续火蔓延装置。
背景技术：
1、由于全球气候的暖干化趋势，高温、干旱、大风和干雷暴等极端天气事件频发，广袤的森林和城市地区面临着巨大的火灾预防压力。近年来随着生态化城镇建设，森林覆盖率增加，城市和森林交界域面积不断增大，森林-城镇交界域火灾防控面临新的挑战。高强度大规模的森林火灾可以通过火焰直接接触、飞火或高强度热辐射引燃临近城镇建筑，诱发城市建筑群火灾。
2、目前火灾的研究主要集中在森林火灾和建筑火灾，特定燃料类型和分布方式的火蔓延实验研究，但在极端气候环境中或森林-城镇交界域中人林混居的燃料分布情况下火蔓延实验研究较少。
3、因此，如何设计搭建一个风速、坡度和燃料分布可调的非连续火蔓延实验装置，能够模拟交界域或其他燃料复杂分布的火灾同时改变环境因素，并具备测量和采集关键火灾特性参数，进行小尺度实验，建立火蔓延模型，预测火蔓延趋势是目前火灾安全实验领域需要解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明提供了一种多功能非连续火蔓延装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
2、一种多功能非连续火蔓延装置，包括实验框体，所述实验框体包括相互连通的供风框体以及燃烧框体，所述供风框体内设有供风机构，用以向所述燃烧框体内供风，所述燃烧框体内底部设有燃料安置机构，所述燃料安置机构顶部设有离散燃料阵列可调分布机构，所述燃烧框体内顶部设有数据采集机构，用于测量和采集关键火灾特性参数，所述燃烧框体远离所述供风框体一侧与所述燃烧框体顶部均为开口设置，且开口外侧均设有气体分析机构。
3、进一步地，所述燃料安置机构包括燃料安置组件以及可调节支座组件，所述燃料安置组件包括多个依次连接的升降式可变坡度平台，所述可调节支座组件包括多个升降式支撑腿，所述燃烧框体底部设有质量测量装置，所述质量测量装置顶部固定设有平台滑轨，所述升降式支撑腿固定端固定连接有与所述平台滑轨相适配的滑座，输出端通过转动调节件连接所述升降式可变坡度平台底部中心位置，用于调节所述升降式可变坡度平台的坡度。
4、进一步地，相邻所述升降式可变坡度平台中间的连接间隙通过间隙片结构进行平滑连接，所述间隙片结构采用可替换式镀锌铜。
5、进一步地，所述离散燃料阵列可调分布机构包括多个离散燃料阵列可调分布平台，所述离散燃料阵列可调分布平台为u形结构，所述离散燃料阵列可调分布平台底部固定设置于所述升降式可变坡度平台顶部，所述离散燃料阵列可调分布平台两侧壁上均设有第一滑槽，所述第一滑槽内滑动连接有第一滑块，两个所述第一滑块之间连接有连接杆，所述连接杆与所述第一滑块转动连接，且所述第一滑块外侧设有锁止装置，用于锁止连接杆的转动角度，所述连接杆上可拆卸套设有多个离散燃料安装槽，所述离散燃料安装槽用于安装燃料。
6、进一步地，所述数据采集机构包括多个可拆卸和移动式多连杆组件，所述数据采集机构包括多个可拆卸和移动式多连杆组件，所述可拆卸和移动式多连杆组件包括移动横杆、第一夹块以及移动竖杆，所述移动横杆两端固定设置有第二滑块，所述燃烧框体顶部侧壁上设有与所述第二滑块相适配的第二滑槽，所述第一夹块一端套设于所述移动横杆上，另一端套设于所述移动竖杆顶部位置，所述移动横杆与所述移动竖杆垂直设置，所述移动竖杆底部套设有若干个第二夹块，所述第二夹块远离所述移动竖杆一端穿设有可调节式热电偶固定杆，所述可调节式热电偶固定杆上均匀设置有多个固定孔，用于放置热电偶，所述可调节式热电偶固定杆上可拆卸连接有热流计固定装置，用于放置热流计。
7、进一步地，所述数据采集机构还包括固定设置于所述燃烧框体顶部的高清摄像记录设备。
8、进一步地，所述供风机构包括位于所述供风框体内的可移动式加热风机，所述可移动式加热风机输出端依次连接有加热管道、匀流管道以及出风头，所述出风头的出风方向朝向所述燃烧框体。
9、进一步地，所述供风框体与所述燃烧框体上均设有相互连通的玻璃门滑轨，所述供风框体前侧与顶端的所述玻璃门滑轨上滑动连接有透明钢化玻璃门，所述供风框体后侧的所述玻璃门滑轨上滑动连接有透明钢化玻璃刻度门，用于观察火焰的高度。
10、进一步地，所述气体分析机构包括第一气体分析组件以及第二气体分析组件，所述第一气体分析组件设置于所述燃烧框体顶部开口外侧，所述第二气体分析组件设置于所述燃烧框体远离所述供风框体一侧开口外侧。
11、进一步地，所述第一气体分析组件包括固定设置在所述燃烧框体顶部开口外侧的第一集烟罩，所述第一集烟罩远离所述燃烧框体一端通过第一抽风管道连通气体分析仪；所述第二气体分析组件包括固定设置在所述燃烧框体远离所述供风框体一侧开口外侧的第二集烟罩，所述第二集烟罩远离所述燃烧框体一端通过第二抽风管道连通气体分析仪。
12、本发明的有益效果在于：
13、本发明通过燃料安置机构和离散燃料阵列可调分布机构联合使用，并在供风机构的作用下，可以真实模拟具有不同地形地势、温度、风速、燃料分布的环境；本发明中通过调节第一滑块在第一滑槽上的位置可调节燃料的横向间距，通过调节离散燃料安装槽在连接杆上的位置可调节燃料的纵向间距，通过调节连接杆的转动角度可调节燃料的角度；本发明在实验中能够耦合坡度、温度、环境风、燃料间距和种类等真实的交界域变化因素，模拟更贴近实际的环境，能够深入研究火灾在不同燃料类型或不同燃料分布条件下的火蔓延规律；本发明能够通过数据采集机构测量和采集在不同坡度、温度、环境风、燃料分布等真实交界域多因素的影响下，火灾蔓延的特点和变化，为更深入的研究多类型火灾提供了有力的工具。
技术特征：
1.一种多功能非连续火蔓延装置，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的一种多功能非连续火蔓延装置，其特征在于，相邻所述升降式可变坡度平台(5)中间的连接间隙通过间隙片结构进行平滑连接，所述间隙片结构采用可替换式镀锌铜。
3.根据权利要求1所述的一种多功能非连续火蔓延装置，其特征在于，所述数据采集机构包括多个可拆卸和移动式多连杆组件(7)，所述可拆卸和移动式多连杆组件(7)包括移动横杆(7-1)、第一夹块(7-2)以及移动竖杆(7-3)，所述移动横杆(7-1)两端固定设置有第二滑块(7-11)，所述燃烧框体(2)顶部侧壁上设有与所述第二滑块(7-11)相适配的第二滑槽，所述第一夹块(7-2)一端套设于所述移动横杆(7-1)上，另一端套设于所述移动竖杆(7-3)顶部位置，所述移动横杆(7-1)与所述移动竖杆(7-3)垂直设置，所述移动竖杆(7-3)底部套设有若干个第二夹块(7-4)，所述第二夹块(7-4)远离所述移动竖杆(7-3)一端穿设有可调节式热电偶固定杆(7-6)，所述可调节式热电偶固定杆(7-6)上均匀设置有多个固定孔，用于放置热电偶(7-61)，所述可调节式热电偶固定杆(7-6)上可拆卸连接有热流计固定装置(7-5)，用于放置热流计。
4.根据权利要求3所述的一种多功能非连续火蔓延装置，其特征在于，所述数据采集机构还包括固定设置于所述燃烧框体(2)顶部的高清摄像记录设备(8)。
5.根据权利要求1所述的一种多功能非连续火蔓延装置，其特征在于，所述供风框体(1)与所述燃烧框体(2)上均设有相互连通的玻璃门滑轨(3)，所述供风框体(1)前侧与顶端的所述玻璃门滑轨(3)上滑动连接有透明钢化玻璃门(3-1)，所述供风框体(1)后侧的所述玻璃门滑轨(3)上滑动连接有透明钢化玻璃刻度门(3-2)，用于观察火焰的高度。
6.根据权利要求1所述的一种多功能非连续火蔓延装置，其特征在于，所述第一气体分析组件包括固定设置在所述燃烧框体(2)顶部开口外侧的第一集烟罩(9-1)，所述第一集烟罩(9-1)远离所述燃烧框体(2)一端通过第一抽风管道(9-2)连通气体分析仪；所述第二气体分析组件包括固定设置在所述燃烧框体(2)远离所述供风框体(1)一侧开口外侧的第二集烟罩(9-3)，所述第二集烟罩(9-3)远离所述燃烧框体(2)一端通过第二抽风管道(9-4)连通气体分析仪。
技术总结
本发明公开了一种多功能非连续火蔓延装置，涉及火灾安全实验技术领域，包括实验框体，实验框体包括相互连通的供风框体以及燃烧框体，供风框体内设有供风机构，用以向燃烧框体内供风，燃烧框体内底部设有燃料安置机构，燃料安置机构顶部设有离散燃料阵列可调分布机构，燃烧框体内顶部设有数据采集机构，用于测量和采集关键火灾特性参数，燃烧框体远离供风框体一侧与燃烧框体顶部均为开口设置，且开口外侧均设有气体分析机构。本发明通过燃料安置机构和离散燃料阵列可调分布机构联合使用，在供风机构的作用下，可以真实模拟具有不同地形地势、温度、风速、燃料分布的环境。
技术研发人员：王禹,汪凤祺,杨柳
受保护的技术使用者：中国科学技术大学
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5