本發(fā)明涉及防爆防火安全技術(shù)，尤其涉及一種受限空間燃爆模擬與爆炸泄壓、抑爆實(shí)驗(yàn)平臺及方法。具體提供一種受限空間可燃?xì)怏w燃爆、氣相回燃及固、液相轟燃模擬與爆炸泄壓、抑爆的實(shí)驗(yàn)平臺，是一種屬于燃燒、爆炸實(shí)驗(yàn)?zāi)M與抑制的多功能綜合性實(shí)驗(yàn)平臺裝置。

背景技術(shù)：

受限空間內(nèi)的可燃?xì)怏w爆炸事故是石油化工等工業(yè)生產(chǎn)場所及人民日常生活場所中常見的災(zāi)害事故類型，有關(guān)受限空間內(nèi)的燃爆演化規(guī)律及其防爆、抑爆技術(shù)是當(dāng)前火災(zāi)爆炸防治技術(shù)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。目前，對受限空間內(nèi)可燃?xì)怏w燃爆特性，壓力波、火災(zāi)發(fā)展規(guī)律及爆炸抑制的相關(guān)研究主要集中在管道、爆炸容器以及巷道等實(shí)驗(yàn)裝置中，且研究對象多是單一的燃爆防治技術(shù)，尚缺乏可模擬實(shí)尺度建筑類受限空間內(nèi)燃爆以及可同時模擬多種爆炸防治技術(shù)的綜合性實(shí)驗(yàn)裝置及方法。此外，針對建筑受限空間中常見的轟燃、回燃事故，目前研究主要采用小尺度的實(shí)驗(yàn)裝置，缺乏實(shí)尺度的受限空間轟燃、回燃模擬及抑制實(shí)驗(yàn)方法及裝置，且目前尚沒有可綜合模擬建筑受限空間內(nèi)燃爆、轟燃、回燃以及爆炸泄壓、抑爆的實(shí)驗(yàn)裝置與方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于現(xiàn)有技術(shù)狀況，本發(fā)明的目的是提供一種受限空間燃爆模擬與爆炸泄壓、抑爆實(shí)驗(yàn)平臺及方法。即針對不同的可燃?xì)怏w樣品，研制可滿足不同濃度梯度、不同點(diǎn)火位置及點(diǎn)火能量，以及不同泄爆參數(shù)（泄爆口類型、數(shù)量、位置等）條件下，建筑受限空間燃爆特征參數(shù)測試、泄爆動力過程觀測以及采用水霧、氣體等抑制劑進(jìn)行惰化和爆炸抑制的綜合性實(shí)驗(yàn)平臺及方法。同時，該實(shí)驗(yàn)平臺可實(shí)現(xiàn)不同燃料類型、不同燃料分布等條件下，受限空間內(nèi)轟燃、回燃及其抑制的可重復(fù)性模擬及消防真火訓(xùn)練。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：一種受限空間燃爆模擬與爆炸泄壓、抑爆實(shí)驗(yàn)平臺，其特征在于，所述實(shí)驗(yàn)平臺包括實(shí)驗(yàn)艙、點(diǎn)火系統(tǒng)、抑制系統(tǒng)、配氣系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及主控計(jì)算機(jī)，點(diǎn)火系統(tǒng)、抑制系統(tǒng)、配氣系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接在實(shí)驗(yàn)艙艙體上，控制系統(tǒng)分別與點(diǎn)火系統(tǒng)、抑制系統(tǒng)、配氣系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)無線連接；控制系統(tǒng)與主控計(jì)算機(jī)連接；所述實(shí)驗(yàn)艙為立體方艙，在實(shí)驗(yàn)艙頂面預(yù)留多個抑制劑噴口；在實(shí)驗(yàn)艙的頂面設(shè)有窗式泄爆口，窗式泄爆口由數(shù)個不同尺寸的回字型凸臺結(jié)構(gòu)的泄壓膜框通過高強(qiáng)螺栓嵌套而成，實(shí)現(xiàn)泄爆口尺寸的可調(diào)節(jié)；在進(jìn)行燃爆實(shí)驗(yàn)時，在實(shí)驗(yàn)艙一側(cè)壁設(shè)置窗式泄爆口，或通過拆卸半邊開口封條與半邊開啟面板上的螺栓，設(shè)置半邊全開式泄爆口；在進(jìn)行轟燃實(shí)驗(yàn)和回燃實(shí)驗(yàn)時，實(shí)驗(yàn)艙一側(cè)壁設(shè)為可快速開啟的門式泄爆面，門式泄爆面通過可快速開啟鉸鏈與實(shí)驗(yàn)艙的艙體連接，并通過高強(qiáng)螺栓嵌套的方式實(shí)現(xiàn)艙門寬度的可調(diào)節(jié)。

本發(fā)明所述的一種采用受限空間燃爆模擬與爆炸泄壓、抑爆實(shí)驗(yàn)平臺進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的方法，其特征在于，該方法包括：受限空間燃爆模擬與爆炸泄壓、抑爆實(shí)驗(yàn)；受限空間轟燃模擬與抑制實(shí)驗(yàn)；受限空間回燃模擬與抑制實(shí)驗(yàn)。

一、受限空間燃爆模擬與爆炸泄壓、抑爆實(shí)驗(yàn)

在進(jìn)行受限空間燃爆模擬與爆炸泄壓、抑爆實(shí)驗(yàn)時，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要選擇使用側(cè)壁窗式泄爆口或半邊全開式泄爆口，首先分別或同時使用頂面和一側(cè)壁泄爆口，調(diào)節(jié)泄爆口的尺寸，并在泄爆口上安裝不同類型泄爆材料，在保證實(shí)驗(yàn)艙密閉性要求的前提下，同時實(shí)現(xiàn)不同破膜壓力的泄爆模擬；根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求，分別或同時使用不同類別的抑制系統(tǒng)；根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求，通過配氣系統(tǒng)將可燃?xì)怏w和空氣按配比濃度體積比從兩個氣體進(jìn)樣接口處充入實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)混合氣體的均勻或非均勻分布；然后通過控制系統(tǒng)同步或延遲開啟點(diǎn)火系統(tǒng)以及抑制系統(tǒng)，觀測并記錄相關(guān)特征參數(shù)；通過分別或同時使用窗式泄爆口和抑制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)受限空間內(nèi)泄爆、抑爆實(shí)驗(yàn)的單獨(dú)或同時模擬。

二、受限空間轟燃模擬與抑制實(shí)驗(yàn)

在進(jìn)行受限空間轟燃模擬與抑制實(shí)驗(yàn)時，解除配氣系統(tǒng)和點(diǎn)火系統(tǒng)與實(shí)驗(yàn)艙之間的連接，并將相應(yīng)連接口封閉；根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要安裝好壁面材料固定裝置，鋪設(shè)熔融或非熔融壁面材料，在底面鋪設(shè)帶網(wǎng)格底板，在帶網(wǎng)格底板上設(shè)置用于測量熔融材料油池面積的熱電偶；按預(yù)先設(shè)計(jì)的數(shù)量、位置以及擺放方式在底面設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)燃燒物，來控制燃燒物對壁面材料的輻射引燃效率，實(shí)現(xiàn)不同火災(zāi)荷載密度、不同輻射引燃條件下的轟燃模擬；人為點(diǎn)燃標(biāo)準(zhǔn)燃燒物，觀測并記錄艙內(nèi)溫度發(fā)展變化情況以及熔融材料熔化形成的池火面積，進(jìn)而提出引火源放熱量與轟燃時間的量化關(guān)系，并建立熔融材料轟燃預(yù)測模型；當(dāng)進(jìn)行轟燃抑制實(shí)驗(yàn)時，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求選擇不同類別的抑制系統(tǒng)，并通過控制系統(tǒng)在轟燃發(fā)生后啟動抑制系統(tǒng)，觀測并記錄相關(guān)實(shí)驗(yàn)參數(shù)。

三、受限空間回燃模擬與抑制實(shí)驗(yàn)

在進(jìn)行受限空間回燃模擬與抑制實(shí)驗(yàn)時，在實(shí)驗(yàn)艙底面放置燃燒器，并通過預(yù)設(shè)的燃燒器供氣口將燃燒器與配氣系統(tǒng)連接；首先開啟配氣系統(tǒng)向燃燒器供應(yīng)燃料，使燃燒器開始燃燒耗氧，隨后關(guān)閉門式泄爆面；在設(shè)定時間關(guān)閉電磁閥停止燃?xì)夤?yīng)，隨之采用控制系統(tǒng)快速開啟門式泄爆面，觀測實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并記錄溫度、壓力參數(shù)；對于回燃抑制實(shí)驗(yàn)，先根據(jù)需求選擇抑制系統(tǒng)（4），當(dāng)燃燒器開啟燃燒、門式泄爆面關(guān)閉后，開啟抑制劑噴頭向艙內(nèi)噴放抑制劑，并記錄噴放質(zhì)量，在設(shè)定時間停止燃?xì)夤?yīng)，隨之采用控制系統(tǒng)快速開啟門式泄爆面，測試評價回燃抑制效果。

本發(fā)明所產(chǎn)生的有益效果是：

1、通過在不同泄爆面上設(shè)置回字型凸臺結(jié)構(gòu)的泄壓膜框，實(shí)現(xiàn)不同泄爆口尺寸、數(shù)量下的泄爆實(shí)驗(yàn)?zāi)M。

2、通過在實(shí)驗(yàn)艙頂面設(shè)置多個抑制劑噴口，實(shí)現(xiàn)爆炸后不同位置、不同數(shù)量、不同類型抑制劑的單獨(dú)或同時作用，亦可實(shí)現(xiàn)爆炸前的本質(zhì)安全惰化。

3、通過同時使用泄爆口以及抑制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)受限空間多種燃爆防治技術(shù)下的實(shí)驗(yàn)?zāi)M。

4、通過設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)燃燒物的布置、擺放方法，來控制引火源對壁面材料熱輻射引燃效率，實(shí)現(xiàn)不同火災(zāi)荷載密度、不同輻射引燃條件下的受限空間轟燃模擬。通過在底面標(biāo)注網(wǎng)格線，并設(shè)置互成定角的數(shù)列熱電偶，實(shí)現(xiàn)熔融壁面材料形成池火面積的準(zhǔn)確測量，為熔融材料轟燃預(yù)測模型的建立提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

5、采用可調(diào)節(jié)寬度、可快速開啟的門式泄爆面，并輔以組分分析儀，實(shí)現(xiàn)不同通風(fēng)條件下回燃發(fā)生臨界條件的數(shù)據(jù)測量。

本發(fā)明實(shí)驗(yàn)平臺可實(shí)現(xiàn)燃爆、轟燃、回燃模擬以及爆炸泄壓、抑制等實(shí)驗(yàn)，具有綜合性及多功能性的特點(diǎn)。采用本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)平臺和方法，進(jìn)行不同濃度分布、不同泄爆條件、不同點(diǎn)火位置、不同抑爆條件下的實(shí)尺度建筑受限空間內(nèi)的燃爆、抑爆實(shí)驗(yàn)，為建筑類受限空間內(nèi)泄爆參數(shù)預(yù)測模型的建立以及高效抑爆技術(shù)的提出提供相關(guān)實(shí)驗(yàn)參數(shù)。同時，通過將燃爆實(shí)驗(yàn)用裝置進(jìn)行輕微改造，可進(jìn)行實(shí)尺度受限空間內(nèi)轟燃、回燃的模擬與抑制實(shí)驗(yàn)，為建筑受限空間內(nèi)轟燃、回燃預(yù)測模型及應(yīng)急處置方法的提出提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明各部分結(jié)構(gòu)連接示意圖；

圖2、為本發(fā)明在進(jìn)行受限空間燃爆模擬與爆炸泄壓、抑爆實(shí)驗(yàn)時，實(shí)驗(yàn)艙外部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明在進(jìn)行受限空間燃爆模擬與爆炸泄壓、抑爆實(shí)驗(yàn)時，實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)部結(jié)構(gòu)布置示意圖；

圖4為本發(fā)明在進(jìn)行受限空間轟燃模擬與抑制實(shí)驗(yàn)時，實(shí)驗(yàn)艙布置示意圖；

圖5為本發(fā)明在進(jìn)行受限空間回燃模擬與抑制實(shí)驗(yàn)時，實(shí)驗(yàn)艙布置示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)驗(yàn)艙上泄壓膜框結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為圖6的a-a側(cè)視圖；

圖8為本發(fā)明工作原理及實(shí)驗(yàn)流程圖。

圖中：1-實(shí)驗(yàn)艙，2-點(diǎn)火系統(tǒng)，201-可伸縮點(diǎn)火電極，3-窗式泄爆口，301-泄壓模框，4-抑制系統(tǒng)，401-高速氣動閥，402-抑制劑噴頭，403-抑制劑噴口，404-電磁閥，405-抑制劑儲罐，406-減壓閥，407-高壓儲氣罐，5-配氣系統(tǒng)，501-氣體進(jìn)樣口，502-流量計(jì)，503-電磁閥，504-回火防止器，505-氣體配比混合器，506-減壓閥，507-壓力表，508-燃?xì)馄拷M，509-燃燒器供氣口，6-數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，601-氣體采樣器，602-壓力傳感器，603-溫度傳感器，604-濃度傳感器，605-熱電偶樹，606-組分分析儀，7-控制系統(tǒng)，701-可編程控制器，702-無線路由器，8-主控計(jì)算機(jī)，9-高強(qiáng)螺栓，10-半邊開口封條，11-半邊開啟面板，12-加強(qiáng)筋，13-門式泄爆面，14-可快速開啟鉸鏈，15-壁面材料，16-帶網(wǎng)格底板，17-標(biāo)準(zhǔn)燃燒物，18-熱電偶，19-燃燒器。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

參照圖1、圖2、圖3、圖4和圖5，受限空間燃爆模擬與爆炸泄壓、抑爆實(shí)驗(yàn)平臺包括實(shí)驗(yàn)艙1、點(diǎn)火系統(tǒng)2、抑制系統(tǒng)4、配氣系統(tǒng)5、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)6、控制系統(tǒng)7以及主控計(jì)算機(jī)8，點(diǎn)火系統(tǒng)2、抑制系統(tǒng)4、配氣系統(tǒng)5、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)6連接在實(shí)驗(yàn)艙1艙體上，控制系統(tǒng)7分別與點(diǎn)火系統(tǒng)2、抑制系統(tǒng)4、配氣系統(tǒng)5、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)6無線連接；控制系統(tǒng)7與主控計(jì)算機(jī)8連接；實(shí)驗(yàn)艙1為立體方艙，在實(shí)驗(yàn)艙1頂面預(yù)留多個抑制劑噴口403；在實(shí)驗(yàn)艙1的頂面設(shè)有窗式泄爆口3，窗式泄爆口3由數(shù)個不同尺寸的回字型凸臺結(jié)構(gòu)的泄壓膜框301通過高強(qiáng)螺栓9嵌套而成，通過將泄壓膜框301上的高強(qiáng)螺栓9拆下，并取下泄壓膜框301來實(shí)現(xiàn)不同的泄爆口尺寸；在進(jìn)行燃爆實(shí)驗(yàn)時，在實(shí)驗(yàn)艙1一側(cè)壁設(shè)置窗式泄爆口3，或當(dāng)實(shí)驗(yàn)需要更大的泄爆口尺寸時，可將半邊開口封條10及半邊開啟面板11上的螺栓拆卸，并打開半邊開啟面板11，設(shè)置半邊全開式泄爆口；在進(jìn)行轟燃實(shí)驗(yàn)和回燃實(shí)驗(yàn)時，實(shí)驗(yàn)艙1一側(cè)壁設(shè)為可快速開啟的門式泄爆面13，門式泄爆面13通過可快速開啟鉸鏈14與實(shí)驗(yàn)艙1的艙體連接，并通過高強(qiáng)螺栓9嵌套的方式實(shí)現(xiàn)艙門寬度的可調(diào)節(jié)。

實(shí)驗(yàn)艙1采用不銹鋼板制作，在各艙體面上設(shè)有加強(qiáng)筋12，用以保證安全性。

受限空間燃爆模擬與爆炸泄壓、抑爆實(shí)驗(yàn)平臺的抑制系統(tǒng)4包括高速氣動閥401、抑制劑噴頭402、電磁閥404、抑制劑儲罐405、減壓閥406和高壓儲氣罐407，依次連接在管路上，管路均設(shè)在艙體外部，抑制劑噴頭402通過實(shí)驗(yàn)艙1頂面的抑制劑噴口403嵌入艙體，如圖1所示。通過在不同位置的抑制劑噴口403設(shè)置不同數(shù)量、不同類型的抑制劑噴頭402，實(shí)現(xiàn)對受限空間燃爆的被動抑制及主動安全惰化。

受限空間燃爆模擬與爆炸泄壓、抑爆實(shí)驗(yàn)平臺的配氣系統(tǒng)5包括燃?xì)馄拷M508、壓力表507、減壓閥506、氣體配比混合器505、回火防止器504、電磁閥503、流量計(jì)502，依次連接在管路上，并分兩路分別與位于實(shí)驗(yàn)艙1一側(cè)壁上部和下部的氣體進(jìn)樣口501連接，如圖1所示。配氣系統(tǒng)5可實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)艙1內(nèi)均勻或非均勻濃度的精密配置。

受限空間燃爆模擬與爆炸泄壓、抑爆實(shí)驗(yàn)平臺的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)6包括氣體采樣器601、組分分析儀606、壓力傳感器602、溫度傳感器603、濃度傳感器604以及用于轟燃和回燃實(shí)驗(yàn)溫度測量的熱電偶樹605；其中氣體采樣器601、壓力傳感器602、溫度傳感器603、濃度傳感器604以及用于轟燃和回燃實(shí)驗(yàn)溫度測量的熱電偶樹605分別安裝在實(shí)驗(yàn)艙1的艙體內(nèi)。沿高度方向安裝氧濃度傳感器604，通過標(biāo)定和計(jì)算實(shí)現(xiàn)非均勻濃度梯度的檢測。上述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采集裝置可通過艙體上的開口設(shè)置在實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)的不同位置，以實(shí)現(xiàn)不同位置處壓力、溫度及氣體濃度等參數(shù)的測量。

受限空間燃爆模擬與爆炸泄壓、抑爆實(shí)驗(yàn)平臺的點(diǎn)火系統(tǒng)2采用可伸縮點(diǎn)火電極201，可伸縮點(diǎn)火電極201通過預(yù)設(shè)的安裝孔安裝在實(shí)驗(yàn)艙1的艙體內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)不同位置的電點(diǎn)火及化學(xué)點(diǎn)火。

受限空間燃爆模擬與爆炸泄壓、抑爆實(shí)驗(yàn)平臺的控制系統(tǒng)7采用可編程控制器701及無線路由器702，通過可編程控制器701實(shí)現(xiàn)對點(diǎn)火系統(tǒng)、配氣系統(tǒng)及抑制系統(tǒng)的無線控制，并采用無線和有線兩種與主控計(jì)算機(jī)8間的數(shù)據(jù)傳輸方式，實(shí)現(xiàn)艙體與控制系統(tǒng)的人機(jī)分離，同時保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩煽俊?/p>

本發(fā)明采用受限空間燃爆模擬與爆炸泄壓、抑爆實(shí)驗(yàn)平臺進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的方法包括：受限空間燃爆模擬與爆炸泄壓、抑爆實(shí)驗(yàn)；受限空間轟燃模擬與抑制實(shí)驗(yàn)；受限空間回燃模擬與抑制實(shí)驗(yàn)。

一、受限空間燃爆模擬與爆炸泄壓、抑爆實(shí)驗(yàn)

參照圖1、圖2和圖3，分別或同時使用實(shí)驗(yàn)艙1頂面的窗式泄爆口3和一側(cè)壁的窗式泄爆口3或半邊全開式泄爆口，通過調(diào)節(jié)窗式泄爆口3的尺寸，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)要求的泄爆參數(shù)條件；首先在泄爆口上安裝不同類型泄爆材料，在保證實(shí)驗(yàn)艙密閉性要求的前提下，同時實(shí)現(xiàn)不同破膜壓力的泄爆模擬；氣體采樣器601、壓力傳感器602、溫度傳感器603、濃度傳感器604分別安裝在實(shí)驗(yàn)艙1的艙體內(nèi)，點(diǎn)火系統(tǒng)的可伸縮點(diǎn)火電極201通過預(yù)設(shè)的安裝孔安裝在實(shí)驗(yàn)艙1艙體內(nèi)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求，通過配氣系統(tǒng)5將可燃?xì)怏w和空氣按配比濃度體積比從兩個氣體進(jìn)樣接口501處充入實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)混合氣體的均勻或非均勻分布；然后通過控制系統(tǒng)同步或延遲開啟點(diǎn)火系統(tǒng)2來進(jìn)行受限空間可燃?xì)馊急⑿贡瑢?shí)驗(yàn)；當(dāng)進(jìn)行受限空間抑爆實(shí)驗(yàn)時，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求，分別或同時使用不同類別的抑制系統(tǒng)4（水霧、氣體和干粉）；配氣系統(tǒng)配氣完成后，利用控制系統(tǒng)同時或延遲啟動點(diǎn)火系統(tǒng)2以及抑制系統(tǒng)4，通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)6記錄相關(guān)特征參數(shù)；當(dāng)需要同時進(jìn)行受限空間內(nèi)的泄爆和抑爆實(shí)驗(yàn)時，首先按上述方法完成泄爆口3設(shè)置，并選擇相應(yīng)的抑制系統(tǒng)4（水霧、氣體和干粉）；配氣系統(tǒng)配氣完成后，利用控制系統(tǒng)在設(shè)定的時間啟動點(diǎn)火系統(tǒng)2以及抑制系統(tǒng)4，觀測并記錄相關(guān)特征參數(shù)。

二、受限空間轟燃模擬與抑制實(shí)驗(yàn)

參照圖1和圖4，將實(shí)驗(yàn)艙1頂面的窗式泄爆口3封閉；側(cè)壁替換安裝可快速開啟的門式泄爆面13，將用于溫度測量的熱電偶樹605安裝在實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要在實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)壁安裝好壁面材料固定裝置，鋪設(shè)熔融或非熔融壁面材料15，在底面鋪設(shè)帶網(wǎng)格底板16，在帶網(wǎng)格底板16上設(shè)置用于測量熔融材料油池面積的熱電偶18；按預(yù)先設(shè)計(jì)的數(shù)量、位置以及擺放方式在底面設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)燃燒物17，來控制燃燒物對壁面材料的輻射引燃效率，實(shí)現(xiàn)不同火災(zāi)荷載密度、不同輻射引燃條件下的轟燃模擬；人為點(diǎn)燃標(biāo)準(zhǔn)燃燒物17，觀測并記錄艙內(nèi)溫度發(fā)展變化情況以及熔融材料熔化形成的池火面積，進(jìn)而提出引火源放熱量與轟燃時間的量化關(guān)系，并建立熔融材料轟燃預(yù)測模型；當(dāng)進(jìn)行轟燃抑制實(shí)驗(yàn)時，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求選擇不同類別的抑制系統(tǒng)4，并通過控制系統(tǒng)7在轟燃發(fā)生后啟動抑制系統(tǒng)4，觀測并記錄相關(guān)實(shí)驗(yàn)參數(shù)。

三、受限空間回燃模擬與抑制實(shí)驗(yàn)

參照圖1和圖5，將實(shí)驗(yàn)艙1頂面的窗式泄爆口3封閉；側(cè)壁替換安裝可快速開啟的門式泄爆面13，將點(diǎn)火系統(tǒng)的可伸縮點(diǎn)火電極201通過預(yù)設(shè)的安裝孔安裝在實(shí)驗(yàn)艙1的艙體內(nèi)，將壓力傳感器602和用于溫度測量的熱電偶樹605分別安裝在實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)，在底面上放置燃燒器19，并通過預(yù)設(shè)的燃燒器供氣口509將燃燒器19與配氣系統(tǒng)5連接；首先開啟配氣系統(tǒng)5向燃燒器19供應(yīng)燃料，使燃燒器19開始燃燒耗氧，隨后關(guān)閉門式泄爆面13；在設(shè)定時間關(guān)閉電磁閥503停止燃?xì)夤?yīng)，隨之采用控制系統(tǒng)快速開啟門式泄爆面13，觀測實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并記錄溫度、壓力參數(shù)；對于回燃抑制實(shí)驗(yàn)，先根據(jù)需求選擇抑制系統(tǒng)4，當(dāng)燃燒器19開啟燃燒、門式泄爆面13關(guān)閉后，開啟抑制劑噴頭402向艙內(nèi)噴放抑制劑，并記錄噴放質(zhì)量，在設(shè)定時間停止燃?xì)夤?yīng)，隨之采用控制系統(tǒng)7快速開啟門式泄爆面13，測試評價回燃抑制效果。

本實(shí)驗(yàn)平臺的實(shí)驗(yàn)艙為立體方艙，采用鋼板配合加強(qiáng)筋、框架結(jié)構(gòu)制作，以使實(shí)驗(yàn)艙具有不低于2mpa的耐壓強(qiáng)度。此外，在進(jìn)行轟燃、回燃實(shí)驗(yàn)時需在實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)增設(shè)隔熱材料（硅酸鋁刺毯棉），以使艙體具有足夠的隔熱性。實(shí)驗(yàn)艙的頂面和側(cè)壁可開設(shè)不同類型的開口，用以安裝傳感器、點(diǎn)火器以及抑制系統(tǒng)噴頭等裝置。實(shí)驗(yàn)艙體的頂面和一側(cè)壁設(shè)置窗式泄爆口（頂部泄爆口位于板中心位置，側(cè)壁泄爆口位于中心靠上位置），窗式泄爆口由層層嵌套的回字型凸臺結(jié)構(gòu)的泄壓膜框組成，通過將泄壓膜框上的高強(qiáng)螺栓拆下并取下泄壓膜框來實(shí)現(xiàn)不同的泄爆口尺寸。此外，側(cè)壁窗式泄爆口下部的半邊開啟面板亦可通過螺栓拆卸，設(shè)置為半邊全開式泄爆口。通過選取不同尺寸、不同類型、不同位置的泄爆口，以實(shí)現(xiàn)受限空間不同泄爆參數(shù)下的泄爆模擬。泄爆口上可安裝不同類型泄爆材料，在保證實(shí)驗(yàn)艙密閉性要求的前提下，同時實(shí)現(xiàn)不同破膜壓力的泄爆模擬。此外，側(cè)壁可拆卸替換為門式泄爆面，門式泄爆面通過鉸鏈與實(shí)驗(yàn)艙艙體連接，并可通過自動控制方式實(shí)現(xiàn)門式泄爆面的快速開啟，以實(shí)現(xiàn)回燃實(shí)驗(yàn)時新鮮空氣快速進(jìn)入，門式泄爆面通過螺栓嵌套的方式實(shí)現(xiàn)艙門寬度的可調(diào)節(jié)。在實(shí)驗(yàn)艙頂面預(yù)留供水霧、氣體及干粉抑制系統(tǒng)噴嘴安裝的孔洞?？筛鶕?jù)實(shí)驗(yàn)要求安裝不同的抑制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)三種滅火抑制裝置的分別或者同時使用。

在實(shí)驗(yàn)艙一側(cè)壁的上部和下部分別安裝氣體進(jìn)樣接口，通過使用精密配氣系統(tǒng)在艙內(nèi)按要求比例配氣，以實(shí)現(xiàn)艙體內(nèi)氣體的均勻混合或沿高度方向的非均勻分布。在實(shí)驗(yàn)艙不同位置設(shè)置傳感器安裝法蘭，可用于安裝爆炸波壓力、火焰?zhèn)鞑ゼ皽囟鹊臋z測裝置。在實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)安裝有可伸縮點(diǎn)火電極，可實(shí)現(xiàn)不同位置的化學(xué)點(diǎn)火以及脈沖點(diǎn)火。

轟燃實(shí)驗(yàn)時，通過設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)燃燒物（gb/t31431-2015《滅火系統(tǒng)a類火試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)燃燒物》）的布置、擺放方法，來控制燃燒物對壁面材料的輻射引燃效率，實(shí)現(xiàn)不同火災(zāi)荷載密度、不同輻射引燃條件下的轟燃模擬；熔融壁面材料被引燃后熔化形成的油池面積，可通過底面事先標(biāo)注好的網(wǎng)格線及鋪設(shè)的數(shù)列熱電偶測量，該參數(shù)可作為熱釋放速率增項(xiàng)引入熱平衡方程，進(jìn)而建立受限空間內(nèi)熔融材料轟燃的預(yù)測模型?；厝紝?shí)驗(yàn)時，在實(shí)驗(yàn)艙底面設(shè)置燃燒器，并通過相應(yīng)的燃燒器供氣口與外部的配氣系統(tǒng)相連，以實(shí)現(xiàn)回燃實(shí)驗(yàn)的先導(dǎo)燃燒條件。燃燒器耗盡艙內(nèi)氧氣后，通過控制門式泄爆面的快速開啟來實(shí)現(xiàn)回燃。

參照圖1，實(shí)驗(yàn)艙、進(jìn)氣系統(tǒng)、抑制系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)等由無線控制系統(tǒng)集中控制，可實(shí)現(xiàn)的主要功能包括：按要求精密配氣、同步及延遲點(diǎn)火、同步及延遲抑制系統(tǒng)噴放、門式泄爆面快速開啟、多路同步數(shù)據(jù)采集?？刂葡到y(tǒng)采用無線和有線兩種數(shù)據(jù)傳輸方式，可實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)艙與控制系統(tǒng)的人機(jī)分離，同時保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩煽俊?/p>