一种烟雾模拟装置中作动机构的设计方法

专利2025-04-23  13


本发明属于消防安全,特别涉及一种烟雾模拟装置中作动机构的设计方法。


背景技术:

1、在飞机、轮船、建筑等半封闭空间内,为保证消防安全,均安装有烟雾探测系统。为验证烟雾探测系统能够在规定时间内完成火灾的探测,需要通过实验检验探测系统的功能,然而,在验证实验中直接采用真实火灾烟雾具有极高的安全风险,因此,工业实践中一般采用烟雾模拟装置产生能够代替真实火灾烟雾的模拟烟雾进行验证实验。

2、烟雾模拟装置的原理为:由加热器在装置内部先将烟油加热为蒸汽状态,后由出口喷出后,蒸汽进入空气中重新凝华为液滴状的喷雾。然而,由于模拟烟雾缺少真实火灾烟雾的热浮力驱动效应,会导致模拟烟雾比真实火灾烟雾更易于沉降,因此,目前行业中通常在烟雾模拟装置中安装可提升模拟烟雾漂浮效应的作动机构,例如在烟雾模拟装置出口处加温、充入密度较小的气体等。然而,目前针对烟雾模拟装置中作动机构的设计与评估大多是依靠工程经验完成,大多停留在定性层面,从而导致对作动机构实现与真实火灾烟雾逼近的能力缺少定量的评估,如何定量评估烟雾模拟装置中作动机构对流场的调节能力,并形成一套规范的烟雾模拟装置作动机构的设计方法,是目前制约该方向发展的瓶颈问题。


技术实现思路

1、为了解决上述问题,本发明的目的在于提供一种烟雾模拟装置中作动机构的设计方法。

2、为了达到上述目的,本发明提供的烟雾模拟装置中作动机构的设计方法包括按顺序进行的下列步骤:

3、s01:选择适用的稳态流场相似准则数,用于评估烟雾模拟装置产生的模拟烟雾稳态流场与真实火灾烟雾稳态流场的近似程度;

4、s02:在保证模拟烟雾与真实火灾烟雾稳态流场相似准则数相等的前提下,计算烟雾模拟装置中作动机构的稳态额定参数;

5、s03:根据s02中计算的作动机构稳态额定参数初步设计样品,并进行测试,若烟雾模拟装置作动机构在稳态工作时能够逼近真实火灾烟雾的稳态流场,则进入到s04,反之则返回s02;

6、s04:确定烟雾模拟装置作动机构的额定工作参数;

7、s05:在相同的稳态流场相似准则的前提下,对不同备选作动机构发送驱动信号,同时记录烟雾的浓度响应,采用系统辨识方法辨识作动机构的激励信号与烟雾浓度响应之间的传递函数;

8、s06:根据传递函数的零极点分布特性,评估不同作动方式对流场的非稳态调节能力,包括系统的延迟特性、调节时间、稳定裕度;

9、s07:根据s06的评估结果,得出非稳态调节能力最优的烟雾模拟装置作动机构形式,从而完成作动机构的定量优选。

10、本发明提供的烟雾模拟装置中作动机构的设计方法具有如下有益效果:提供了一种系统化的方法,并且从稳态、非稳态两个层面对作动机构的调节能力进行了定量评估,既考虑了对真实火灾烟雾稳态流场的逼近能力,同时考虑了逼近真实火灾烟雾非稳态流场的能力,为烟雾模拟装置中作动机构的设计提供一套规范的流程,可实现烟雾模拟装置作动机构的定量优选。



技术特征:

1.一种烟雾模拟装置中作动机构的设计方法,其特征在于:所述烟雾模拟装置中作动机构的设计方法包括按顺序进行的下列步骤:


技术总结
一种烟雾模拟装置中作动机构的设计方法。其包括选择适用的稳态流场相似准则数;计算烟雾模拟装置中作动机构的稳态额定参数;初步设计样品并进行测试;确定烟雾模拟装置作动机构的额定工作参数;辨识作动机构的激励信号与烟雾浓度响应之间的传递函数;评估不同作动方式对流场的非稳态调节能力;从而完成作动机构的定量优选等步骤。本发明提供了一种系统化的方法,并且从稳态、非稳态两个层面对作动机构的调节能力进行了定量评估,既考虑了对真实火灾烟雾稳态流场的逼近能力,同时考虑了逼近真实火灾烟雾非稳态流场的能力,为烟雾模拟装置中作动机构的设计提供一套规范的流程,可实现烟雾模拟装置作动机构的定量优选。

技术研发人员:陈希远,郭芸铭,丁晨扬,孟鑫,马子衡,李俊瑶,林远航,赵太安
受保护的技术使用者:中国民航大学
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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