一种开阔空间温度场测量方法与流程

本发明涉及火灾试验测试技术，具体涉及一种开阔空间温度场测量方法。

背景技术：

1、火灾事故是工业生产过程中典型的安全事故之一，火灾事故产生的热辐射和热流将直接或间接地影响与安全相关的建(构)筑物、系统和部件，甚至进一步引发爆炸事故，因此，对火灾事故中温度场的分布和热释放的研究至关重要。目前，对于小尺寸油池火(火源面积小于100m2)的温度场模拟测试试验较多，试验时利用周围的结构在油池内外布置热电偶，可对油池内外上方位置的温度进行检测。但是，对于开阔大空间大尺度油池火(火源面积100m2以上)，国内尚未有其他单位或组织开展过如此大规模的试验；由于油池尺寸大，油池内部空间大，无法直接布置热电偶，油池上方的温度难以有效测量；且由于尺度效应，在大尺度实验条件下，热量传输、对流和辐射等更加复杂，火焰的形态和温度场也更为复杂。大尺度油池火的温度场测量通常受到环境因素的影响，如环境风等，这些因素可能会对温度场产生重要影响。而现有的小尺度油池实验无法模拟这些环境因素。

2、因此，亟待开发一种针对开阔空间大尺度油池火的温度场测量技术，为相关重大火灾防治工作提供了技术支撑。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种开阔空间温度场综测试方法，旨在获得大尺度油池的温度场分布，为火灾防治提供参考。

2、本发明采用的技术方案为：一种开阔空间温度场测量方法，该方法为：

3、设计方形的油池，油池的面积超过100m2；油池内设置油盘；

4、定义火焰区和非火焰区：油池内为火焰区，油池外为非火焰区；

5、在油池的上风侧外设置风速测量装备；

6、以油池中心径向向外辐射布置多个测温线；沿测温线的长度方向，分别布置多个测温点位，垂直于测温点位的高度方向上均匀间隔设置多个测温点；

7、在火焰区的各测温点上分别安装芯线直径为2～5mm测量范围为0～1300℃的k型热电偶；在非火焰区的测温点上分别安装芯线直径为0.5～1mm测量范围为0～1000℃的k型热电偶；各k型热电偶通过外接线与外设的控制器相连；

8、实验前开启风速测量装备，实时监测开阔空间内的风速值；

9、点燃油池内的油盘，各k型热电偶实时检测各测温点的温度，并将温度数据实时发送至控制器；

10、控制器接收各k型热电偶的温度数据，并对油池上方和油池下风侧的温度分布进行分析，获得不同风速条件下各区域的温度场，获得油池火焰的偏移特性。

11、按上述方案，上风侧的各测温点位均对应于下风侧的测温点位，且下风侧的测温点位布置数量多于上风侧。

12、按上述方案，在火焰区及非火焰区设置安装架，具体地，在油池的中心安装一个安装架，并以油池中心径向辐射布置多个测温线上间隔布置多个安装架，安装架的位置与测温点位的位置一致；相邻两个安装架之间沿高度方向间隔连接有多根水平的钢丝绳，钢丝绳上安装间隔安装多个k型热电偶，k型热电偶位置也即测温点。

13、按上述方案，同一测温线上相邻两个安装架的间距相等。

14、按上述方案，所述安装架包括底座和安装在底座上的钢架；k型热电偶的安装方法为：先在钢丝绳上的设计位置固定k型热电偶，再通过滑轮吊拉的方式将钢丝绳拉紧固定在相邻两个安装架上的设定高度，使k型热电偶位于设定的测温点上。

15、按上述方案，所述底座为钢结构；位于火焰区的安装架的底座设于油池的承台上。

16、按上述方案，位于火焰区的钢架外部包裹有隔热材料。

17、按上述方案，测温线以油池中心为圆点辐射布置，下风侧水平轴线为0°的测温线位置，其他测温线按逆时针方向每隔45°递增，共设置有8条测温线。

18、本发明的有益效果为：本发明考虑试验风速条件下油池火焰的偏移特性，采用扇形布局，在油池内外设计安装架，通过钢丝绳矩阵式安装铠装的k型热电偶，对开阔空间大尺寸油池上方和油池下风向等关键部位的温度分布进行测量和分析，解决了现有技术中存在的开阔空间油池火上方温度难以测量的问题；本发明中，利用安装架安装热电偶的技术提高了整个温度场测量系统的可靠性，为火焰扑灭方式及起到了支撑作用，同时为我国后续的重大火灾防治科研提供了重要的技术参考，具有重要意义。

技术特征：

1.一种开阔空间温度场测量方法，其特征在于，该方法为：

2.如权利要求1所述的开阔空间温度场测量方法，其特征在于，上风侧的各测温点位均对应于下风侧的测温点位，且下风侧的测温点位布置数量多于上风侧。

3.如权利要求1所述的开阔空间温度场测量方法，其特征在于，在火焰区及非火焰区设置安装架，具体地，在油池的中心安装一个安装架，并以油池中心径向辐射布置多个测温线上间隔布置多个安装架，安装架的位置与测温点位的位置一致；相邻两个安装架之间沿高度方向间隔连接有多根水平的钢丝绳，钢丝绳上安装间隔安装多个k型热电偶，k型热电偶位置也即测温点。

4.如权利要求1所述的开阔空间温度场测量方法，其特征在于，同一测温线上相邻两个安装架的间距相等。

5.如权利要求1所述的开阔空间温度场测量方法，其特征在于，所述安装架包括底座和安装在底座上的钢架；k型热电偶的安装方法为：先在钢丝绳上的设计位置固定k型热电偶，再通过滑轮吊拉的方式将钢丝绳拉紧固定在相邻两个安装架上的设定高度，使k型热电偶位于设定的测温点上。

6.如权利要求5所述的开阔空间温度场测量方法，其特征在于，所述底座为钢结构；位于火焰区的安装架的底座设于油池的承台上。

7.如权利要求5所述的开阔空间温度场测量方法，其特征在于，位于火焰区的钢架外部包裹有隔热材料。

8.如权利要求1所述的开阔空间温度场测量方法，其特征在于，测温线以油池中心为圆点辐射布置，下风侧水平轴线为0°的测温线位置，其他测温线按逆时针方向每隔45°递增，共设置有8条测温线。

技术总结本发明公开了一种开阔空间温度场测量方法，该方法为：设计方形的油池，油池内设置油盘，划分火焰区和非火焰区：以油池中心径向向外辐射布置多个测温线；沿测温线的长度方向，分别布置多个测温点位，垂直于测温点位的高度方向上均匀间隔设置多个测温点；在火焰区和非火焰区安装K型热电偶；各K型热电偶通过外接线与外设的控制器相连；监测开阔空间内的风速值；点燃油池内的油盘，各K型热电偶实时检测各测温点的温度，控制器接收各K型热电偶的温度数据，并对油池上方和油池下风侧的温度分布进行分析，获得不同风速条件下各区域的温度场。本发明的有益效果为：本发明考虑试验风速条件下油池火焰的偏移特性，采用扇形布局，在油池内外设计安装架，通过钢丝绳矩阵式安装铠装的K型热电偶，对开阔空间大尺寸油池上方和油池下风向等关键部位的温度分布进行测量，解决了现有技术中存在的开阔空间油池火上方温度难以测量的问题。技术研发人员：武红梅,吴松,杨满江,王馨,童雪梅受保护的技术使用者：中国舰船研究设计中心技术研发日：技术公布日：2024/7/25