本發明涉及鐵路隧道火災安全技術領域，具體涉及一種多功能鐵路隧道火災實驗平臺。

背景技術：

隨著鐵路隧道工程的發展，長隧道的規模和數量也日益增多，為了保障隧道安全的運營，需要通過模擬實驗來指導通風排煙設計。而建立全尺寸和大尺寸的實驗平臺比較困難，且實際可操作性不強，小尺寸實驗平臺被廣泛應用。而目前的小尺寸實驗平臺功能單一，通常只能模擬一種類型的實驗，因此亟需建立一種能模擬多種類型的實驗的多功能實驗平臺。

技術實現要素：

本發明為解決現有技術中的不足之處。為此，本發明的一個目的在于提供一種多功能鐵路隧道火災實驗平臺。

根據本發明的多功能鐵路隧道火災實驗平臺，所述實驗平臺包括第一部分主隧道縱向通風排煙實驗模型、第二部分主隧道集中排煙實驗模型、第三部分豎井煙囪效應實驗模型。

根據本發明的一種多功能鐵路隧道火災實驗平臺，模型弧形頂板和前后立面觀察窗全部由透明耐火玻璃制作，以方便觀測氣流運動。使得模擬隧道內具有良好的可視性，可以方便有效地觀察以及通過激光片光測量流場的特性。

另外，根據本發明的一種多功能鐵路隧道火災實驗平臺還具有如下附加特征。

所述隧道主體各分節法蘭連接，帶排煙口的頂隔板及弧形鋼化玻璃頂板為可拆卸式，可根據實驗需要選擇不同隧道頂板及調整相關尺寸；弧形鋼化玻璃頂板用于縱向通風隧道，帶有排煙口的頂隔板用于集中排煙隧道。隧道主體結構框架、頂隔板和底板由不銹鋼材質制作。

所述帶排煙口的頂隔板包括單口排煙實驗頂板和成組排煙實驗頂板，排煙口上方通過安裝豎井進行豎井煙囪效應實驗。

所述煙氣控制系統包括位于所述實驗平臺端部的射流風機。

所述火源模擬系統包括多孔氣體燃燒器和流量控制器；多孔燃燒器所需燃氣從燃氣管道流入，再從多孔燃燒器開孔口流出并開始燃燒。燃氣由流量控制器控制，控制過程氣流穩定。

所述流速測量系統包括布置于模擬隧道內多個皮托管、智能高溫風速儀以及電信號的數據處理裝置。

所述煙氣溫度測量系統包括布置于模擬隧道內的熱電偶樹和熱電偶陣列，以及接收所述熱電偶樹和熱電偶陣列的電信號連接的數據處理裝置。

附圖說明

圖1為一種多功能鐵路隧道火災實驗平臺立體圖；

圖2為不銹鋼頂隔板俯視圖；

圖3為豎井插槽圖；

圖4為主隧道俯視圖；

圖5為主隧道支座圖；

圖6為主隧道電動千斤頂支座立體圖；

圖7為風機支架圖；

圖8為氣體燃燒器控制系統圖；

圖9為主隧道弧形玻璃頂板俯視圖；

圖10為主隧道測點布設圖。

具體實施方式

下面將結合附圖詳細描述根據本發明的實施例的一種多功能鐵路隧道火災實驗平臺。

平臺主隧道1前、后立面和弧形頂板均采用透明鋼化玻璃29制作，厚度可為8mm。這樣，可以達到良好的可視性，從而可以方便和有效的觀察整個火災煙氣層的流場特征，以及通過激光片進行光測量流場的特性。

主隧道1的各分節法蘭31連接，連接處中開孔30，便于插入皮托管和智能高溫風速儀34，帶有排煙口的頂隔板3及弧形鋼化玻璃頂板2為可拆卸式，裝上弧形鋼化玻璃頂板2可研究縱向通風隧道煙氣蔓延規律，再裝上帶有排煙口4的頂隔板3可研究集中排煙隧道煙氣蔓延規律。

所述帶排煙口4的頂隔板包括單口排煙實驗頂板3和成組排煙實驗頂板5，排煙口4上方通過安裝豎井進行豎井煙囪效應實驗，采用四角內插式方法，將防火玻璃插入插槽6，通過調整插槽內防火玻璃的塊數改變豎井的高度。

平臺主隧道1由支座7、電動千斤頂支座8支撐。支座7通過螺絲12與主隧道連接，方便調節主隧道坡度，并設有限位器11，限制隧道的坡度，保障平臺安全。電動千斤頂支座通過支架13與主隧道連接；控制平臺9通過控制線14控制電動千斤頂，調節隧道坡度。

煙氣控制系統，包括主隧道端部射流風機10。射流風機10置于可調升降支架15上。支架調整到所需高度后，通過螺絲16固定。

如圖6所示，火源模擬系統主要包括氣源入口17、設置在氣體管路上的閥門18，壓力表19和壓力表控制閥21、轉子流量計23（一個大量程流量計、一個小量程流量計，可根據實際情況二選一）和其控制閥22，以及多孔氣體燃燒器27。其中，裝置之間通過軟管20連接。打開閥門18，可燃氣體從氣源入口27處通入后，通過轉子流量計23可以測出可燃氣體流量。當可燃氣體從燃燒器進氣口26處進入多孔氣體燃燒器27后，在多孔氣體燃燒器27的噴嘴處與空氣接觸擴散燃燒，從而形成了安全且燃燒清潔的火源。通過對可燃氣體流量的控制，實現了對火源功率的控制，這樣，為了滿足不同火源功率的場景，只需要控制多孔氣體燃燒器27中的可燃氣體的流量即可，提高了實驗的效率。

配套測控系統包括煙氣溫度測量系統和流速測量系統，可對模擬隧道內的溫度和流速參數進行全方位的測試。如圖10所示，煙氣溫度測量系統包括布置于模擬隧道內的熱電偶串32，以及接收熱電偶樹和熱電偶陣列的電信號連接的數據處理裝置。其中，熱電偶樹通過鋼條33利用螺絲固定。流速測量系統包括皮托管、智能高溫風速儀34，以及電信號連接的數據處理裝置。其中皮托管和智能高溫風速儀從開孔30插入進行測量。具體地說，應根據實驗測量的需要設置所需的熱電偶數和風速探頭數。