具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1-图2描述根据本发明实施例的水上流淌火模拟装置100。

如图2所示，本发明实施例的水上流淌火模拟装置100，包括：燃烧池模块1、供油模块2、染色模块3和采集模块4。

燃烧池模块1包括油盘11，油盘11具有朝上敞开的燃烧腔，燃烧腔内注有液态水，液态水构造出水垫层，通过设置燃烧腔具有一定的深度，使得燃烧腔内的水垫层具有足够的厚度，以减小底壁对油品所产生的干扰，准确地模拟出水面环境，提高了模拟精度。

供油模块2包括供油桶21，供油桶21具有油液腔，油液腔内储存有可以满足单次实验的油品，且供油桶21可以有效阻隔静电，以提高供油桶21的安全性。供油管路22的一端伸入供油桶21的油液腔内，且供油管路22的另一端伸入燃烧腔内，油品可以通过供油管路22流向燃烧腔，以流入水垫层处，且油品可以在水垫层的上方均匀向四周扩散，从而模拟出油品泄漏的情景，且在经过预设的延迟点火时间后，通过点火器47自动点燃油品，即可模拟出油品泄漏燃烧的情况。其中，预设的延迟点火时间通常根据实验人员自身的经验和实验目标进行选取。

需要说明的是，供油桶21与油盘11之间设有防火保护板，通过防火保护板将油盘11中的火焰和供油桶21完全隔开，以避免实验过程中供油桶21被火焰点燃而产生爆炸燃烧的情况，提高了实验过程的安全性。

且如图1所示，染色模块3设于供油模块2与燃烧池模块1之间，且染色模块3串联在供油管路22上，供油桶21内的油品可以通过供油管路22进入染色模块3内，且染色模块3用于对供入燃烧腔内的油品进行染色，染色后的油品经过供油管路22以流入燃烧池模块1内，通过将油品进行染色，使得油品在燃烧腔内的流动扩散过程易于观察，且利于数据采集，提高了数据采集及分析过程的便捷性，提高了实验精度。

其中，染色模块3设有单独的控制开关，在不需要对油品染色时，可以通过控制开关关闭染色模块3，油品不需要经过染色即可流入燃烧腔内。需要说明的是，实验过程中所选取的染色剂可为颜色鲜明的试剂，以易于观察，染色剂应对油品的物理、化学性质影响较小，同时不溶于其他液体，保证实验的准确性。

采集模块4用于对燃烧腔内的燃烧状态进行采集，且采集模块4包括热电偶、热流计以及用于对染色后的油品进行拍摄的拍摄设备。其中，热电偶43安装在燃烧腔内，热电偶43可以用于测量火焰温度、油层温度和水垫层温度，同时热电偶43的径向外侧设有热流计45，热流计45通过支架固定在油面上方，用于测量火焰产生的辐射反馈，而拍摄设备用于对燃烧腔进行持续的拍摄，以对油品的扩散和燃烧过程进行拍摄。

也就是说，当油品在燃烧腔内进行燃烧时，采集模块4可以测量火焰温度、油层温度和水垫层温度变化，并测量火焰产生的辐射反馈，以确定火焰的燃烧情况和危险范围，且可得到油品的燃烧速率，以用于确定点燃条件下油品的扩散过程。其中，在本申请中，通过对油品进行染色处理，使得拍摄设备对油品在不点燃过程中的扩散状态进行准确、可靠地拍摄，保证拍摄效果的清晰度，有效地捕捉油品在燃烧流淌过程中扩散的细节，利于实验数据的准确采集，从而以解决传统的模拟实验中实验结果准确性较低的问题。

需要说明的是，采集模块4还包括：电子天平44和信息采集模块464，供油桶21安装在电子天平44上，电子天平44用于实时记录油品的质量变化，以结合油品的燃烧情况进行分析，以提高实验过程的准确性，同时，采集模块4所采集的数据均输入信息采集模块46，信息采集模块46可将所测得的物理信号转换为数字信号，以利于计算机进一步的处理。

本发明实施例的水上流淌火模拟装置100，通过在供油模块2与燃烧池模块1之间设置染色模块3，以在油品流入燃烧腔前实现对油品的染色，使得采集模块4的拍摄设备能够对不点燃条件下的油品的扩散过程进行更加细节、精准地拍摄，且通过采集模块4可精确测量出油品的燃烧情况，以得到点燃条件下油品的扩散过程，大大提高了实验精度。

在一些实施例中，染色模块3包括储油桶，储油桶串联于供油管路22且用于对供油管路22中的油液染色。也就是说，当实验开始时，供油桶21内的油可以通过供油管路22进行运输，以从储油桶的进液口处流入，且通过染色模块3对储油桶的油品进行染色，染色后的油品可以通过储油桶的出液口流入供油管路22，并流向燃烧腔以用于实验。其中，油品的染色过程可在储油桶中进行，以确保染色环境稳定，保证染色过程的有效性，使得油品能够在储油桶中进行有效染色后进入到燃烧腔中，进而保证实验结果的准确性。

需要说明的是，染色装置内的储油桶可以预先储存少量油品，使得出液口始终覆盖在油品的液面之下，以保证通过供油管路22流向燃烧腔的油品保持稳定，避免在水垫层处产生气泡，提高了实验过程的稳定性，避免产生不可靠的离散数据。

在一些实施例中，染色模块3还包括染色剂供应件和混合搅拌器。其中染色剂供应件与储油桶相连，且用于朝向储油桶内供应与油品混合的染色剂，混合搅拌器具有伸至储油桶内的搅拌部，搅拌部用于对储油桶内的染色剂和油品进行搅拌。

也就是说，染色剂供应件内存有染色剂，染色剂供应件用于朝向储油桶持续释放染色剂，以保证流入储油桶内的油品均可实现染色，同时通过混合搅拌器的搅拌部对储油桶内的油品进行持续搅拌，使得染色剂可以和油品进行充分混合，使得油品的颜色保持均匀，避免油品出现色斑而导致观察难度升高，提高了实验精度。

在一些实施例中，如图1所示，供油模块2包括供油泵23，供油泵23用于驱动供油管路22中的油品流动，染色剂供应件包括朝向储油桶内供应染色剂的供料口，其中供油泵23的转速与供料口处的供料量呈正比。其中，供油泵23可以取为蠕动泵，供油泵23可根据实际需要以调整转速，使得供油桶21内的油品可以不同速率流入燃烧腔内，从而在燃烧腔内模拟出不同情况下的油品泄漏状态，提高了模拟实验的多样性，同时供油泵23放置在升降台上，可通过升降台的升降来控制供油泵23高度，以保证输出功率的稳定。

需要说明的是，染色剂供应件可以根据供油泵23的转速输出对应数量的染色剂，染色剂通过供料口流入储油桶中，使得储油桶内的油品始终与染色剂保持一定比例，在经过充分搅拌后，实验过程中的油品的颜色始终保持一致，以利于观察检测。

在一些实施例中，燃烧腔构造为具有圆形横截面的柱形腔，且燃烧腔的中心处设有与供油管路22连通的供油口。也就是说，如图1所示，供油口构造为开口平滑的圆形结构，供油口固定在油盘11中心，当油品从供油口溢出时，油品均匀地向水面四周扩散，且油品的扩散范围近似圆形，通过设置燃烧腔为柱形腔，使得油品沿任一径向均具有足够的扩散距离，避免燃烧腔的侧壁干扰到油品的自由扩散，使得油品的扩散轨迹接近水上泄漏的扩散轨迹，提高了模拟实验的精确性，同时，使得燃烧腔具有足够的深度，向燃烧腔内注水后，构造出具有足够厚度的水垫层，进一步提高了模拟实验的精确性。

需要说明的是，油盘11侧壁处还设有液位计12，液位计12用于标记水位，使得操作人员可以根据液位计12调整燃烧腔内的水位，同时油盘11边缘位置处固定有温度计，温度计与壁面间隔开，温度计用于测量水垫层整体的水温，且在油盘11中心安装有标尺，标尺用于辅助实时观察火焰高度的变化，以提高数据分析的可靠性。

其中，本发明中的水上流淌火模拟装置100通过将燃烧腔构造为柱形腔，能够准确地模拟油品在水上泄漏的扩散轨迹，即能够实现大尺寸的试验场景的模拟，尤其可通过调整油盘11的径向尺寸，以使得该装置所能够模拟的试验规模和尺寸更大，适用范围更广。

在一些实施例中，供油模块2还包括软管24，软管24没入液态水中，且软管24的一端伸至燃烧腔外以与供油管路22相连，软管24的另一端在燃烧腔的中心处朝上伸出且形成供油口。

具体的，如图1所示，软管24整体沿燃烧腔的径向延伸布置，软管24的外端与供油管路22连通，且软管24的内端构造有向上伸出且水平设置的供油口，油品可以从供油管路22流入软管24，并沿软管24流至燃烧腔的中心处，以从供油口向上流动至燃烧腔内，从而模拟出油品泄漏的情况，同时软管24的中部区域朝下弯折，以设置在水面下，使得软管24的主体部分与燃烧的油品隔开，避免了油品在软管24外侧壁处直接燃烧导致软管24破损，提高了供油模块2整体的安全性。

在一些实施例中，如图1所示，软管24包括外侧竖直段241、水平段242和中心竖直段243，水平段242平行于燃烧腔的底壁分布且沿燃烧腔的径向延伸设置，中心竖直段243与燃烧腔的轴线重合，外侧竖直段241与燃烧腔的内周壁平行设置，其中外侧竖直段241的上端与供油管路22连通且下端与水平段242的外端相连，中心竖直段243的下端与水平段242的内端相连且上端形成为供油口。

需要说明的是，外侧竖直段241、水平段242和中心竖直段243均构造为直管结构，外侧竖直段241和水平段242之间以及水平段242和中心竖直段243之间分别设有L型连接结构，由此，通过将多段相互连接，以将软管24构造为凹形结构，从而减小软管24的加工难度，且减小了软管24的整体长度，降低了加工成本，且使得水平段242整体与油层保持足够的间距，以减少油品燃烧所产生的热量对水平段242的影响，提高了供油过程的可靠性。

在一些实施例中，如图1所示，拍摄设备包括第一拍摄相机41和第二拍摄相机42，第一拍摄相机41设于燃烧腔的上方且与供油口沿燃烧腔的轴向正对设置，第二拍摄相机42设于燃烧腔的径向外侧且高于油面设置。

也就是说，当油品从供油口流出且向外扩散时，第一拍摄相机41可以从燃烧腔上方向下拍摄油品的扩散范围，通过将第一拍摄相机41设置在供油口的正上方，使得供油口位于所拍摄照片的正中位置处，以保证油品的扩散痕迹可以完整地记录，避免出现遗漏，且使得单向的扩散距离更为直观，以利于下一步的分析处理。

进一步的，当油品开始燃烧时，第二拍摄相机42可以从燃烧腔的径向外侧向内拍摄，以记录油品所产生的火焰高度，通过设置第二拍摄相机42的高度稍大于油面的高度，使得第二拍摄相机42可以沿燃烧腔的径向外侧与火焰正对，以减小相片畸变，利于提高火焰高度的测量精度。

由此，通过第一拍摄相机41和第二拍摄相机42分别记录油品的扩散范围和油品所产生的火焰高度，并将所拍摄的相片输送至信息采集模块464，以便于自动逐帧对照，进一步提高了实验的数据精度。

在一些实施例中，多个热电偶43为多个，且多个热电偶43在燃烧腔的径向上依次分布，以从燃烧腔的中心向四周依次排列。其中，燃烧腔设有多组热电偶43，多组热电偶43可以环绕燃烧腔的周向沿伸布置，以对燃烧腔的多个位置进行检测，单组热电偶43具有多个热电偶43，多个热电偶43沿燃烧腔的轴向依次分布，以构造出电偶树，电偶树可以同时对不同层次的火焰和水垫层进行检测，以获得详细的温度数据，利于提高模拟实验的可靠性。在一些实施例中，燃烧腔设有进出水口，进出水口处设有调节阀13，调节阀13用于控制进出水口的开闭状态。也就是说，在实验开始时，操作人员可以通过调节阀13打开进出水口，以向燃烧腔内进行注水，通过对照液位计12的标注，以将燃烧腔内的水位调整至所需高度，并在调整完成后关闭进出水口。而当实验完成后，操作人员通过调节阀13打开进出水口，以使燃烧腔内的油水混合物排放至指定容器中，以便进行无害处理，当油水混合物排放完成后，可通过调节阀13关闭进出水口。在一些实施例中，燃烧腔还设有溢油口，以在燃烧腔内的油品过多时，能够通过溢油口定向排出。

在一些实施例中，如图1所示，溢油口的上端设有点火器47，点火器47用于对燃烧腔内的油品进行点火，点火器47可以设置为自动点火器，且点火器47与采集模块4电相连，采集模块4可以控制点火器47根据延迟点火时间进行自动点火，以模拟出在不同延迟点火时间下的流淌火燃烧状况，满足模拟的多样性。由此，使得操作人员能够通过点火器47完成远程点火，以避免油品点燃后爆炸或溅射导致操作人员受伤的可能性，提高了模拟实验的安全性。

在具体的实验过程中，先向燃烧池内注水，观察液位计12，并根据需要调整水位，布置好防火保护板并依次连接供油模块2。待水面平静后，调整好供油泵23，并打开采集模块4，向燃烧腔内开始供油，并按照预设的延迟点火时间点燃油品。在延迟点火时间较短或溢油量较小时，燃烧面积呈较小的圆形，不能覆盖远端的热电偶43，但仍能观察到燃烧面积扩大的趋势，火焰高度随之增大。该阶段，实验人员需要远离燃烧池，并观察实时数据采集动态，保障第一拍摄相机41和第二拍摄相机42的拍摄效果。随后，油品达到最大燃烧面积，火势明显增大，此时辐射反馈较强，能明显感觉到火焰产生的热量。随着燃烧面积增大，燃烧速率增加，单位时间内油品的消耗量大于溢出量，燃烧区域回缩，并逐渐趋于稳定，燃烧速率和供油泵23的供油速率达到动态平衡，火焰趋于稳定。稳定燃烧一段时间后，即可关闭供油泵23以停止供油，几秒种后火焰区域缩小，燃烧过程结束，此时可关闭第一拍摄相机41和第二拍摄相机42以完成数据采集过程，并进行下一步的数据分析。整个实验过程中，测量系统实时工作，用于分析整个过程的温度变化、记录火焰辐射反馈变化，两台高清相机拍摄整个燃烧过程。

由此，通过本申请中的水上流淌火模拟装置100具有多项功能：用于研究不点燃情况下油品在水面上的扩散规律，估算油膜厚度，开发油品在水面上的扩散模型；用于研究点燃情况下泄漏速率和延迟点火时间对水上流淌火燃烧特性的影响，预测水上流淌火的最大燃烧面积，为水上流淌火灾事故的救援工作提供理论基础；用于对比点燃情况和不点燃情况下的扩散规律，研究燃烧对油品扩散过程的影响；用于研究油水界面间的传热规律，通过热电偶测量火焰温度、油品温度以及水垫层温度变化，热流计收集火焰辐射反馈，定量计算油层的热量损失，开发流淌火燃烧速率模型和传热模型；以及可为一般流淌火实验的开展提供基础模型，用于油池火和流淌火的对比研究。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。

在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。

在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。