書籍介紹
火災是最頻繁的重大災害，本研究建立一個實體堅固的燃燒室，運用邏輯可程式控制器，控制燃燒所需要的空氣量、瓦斯量等，在預先設定的情境下，進行實際火場的模擬測試，另在火場的溫度監測下，可與電腦模擬熱流場分析做比對，以瞭解火場實際與模擬差異性；因此，除開發火災模擬器之外，亦可推廣作為火場救災訓練及火災事故原因鑑定，另熱流場分析比對數據，也可作為火場情境之研究參考使用。研究成果計有：1.完成模擬工業管路燃燒情境的聖誕樹結構火災模擬器。2.改良完成中型火災模擬器，使具有轟燃情境的效果。3.使用FDS軟體進行火場模擬，觀察例如溫度、濃度向量場的改變情形，及燃燒時煙粒子的分佈等現象。4.完成貨櫃型式火災模擬器(40呎貨櫃、高8呎半之外型)硬體結構、控制系統、及CCD監看系統之製作，並進行實地的燃燒測試。本研究成果具有技術移轉與商品化之潛力，除可提供防災訓練模擬使用之外，亦可提供國內相關學術研究機構火場模擬分析之實驗平台。
目次
摘 要i
Abstractii
目 錄iii
圖目錄v
第一章 計畫概述1
第一節 前言1
第二節 目的12
第二章 聖誕樹結構之燃燒器13
第一節 塑膠管路與煙霧製造機模擬情境13
第二節 底座設計與點火器加裝26
第三節 實體的雛形28
第三章 中型燃燒爐之改良設計35
第一節 設計概念35
第二節 轟燃模擬38
第三節 實驗測試41
第四章 大型燃燒爐之設計45
第一節 整體圖面確認與建立45
第二節 設計分析50
第三節 控制系統設計56
第四節 控制器實體59
第五節 監看系統63
第六節 火災模擬器情境燃燒結果64
第五章 結論與建議71
第一節 結論71
第二節 建議72
誌謝73
參考文獻74
附錄一 西門子S7-200 模組75
附錄二PLC控制電路與I/O配置圖77
附錄三 火災模擬器製作與性能測試標準作業流程87
圖目錄
圖 1實際燃燒爐……………………………………………………………………………..3
圖 2燃燒爐測試燃燒之情形………………………………………………………………..4
圖 3控制器主體架構圖……………………………………………………………………..4
圖 4 V型駐焰器之燃燒火燄………………………………………………………………..5
圖5 長型燃器出口之燃燒火燄……………………………………………………………..6
圖6方型燃氣出口之燃燒火燄……………………………………………………………...7
圖7 V型駐焰器之燃燒火燄………………………………………………………………...8
圖8長型燃器出口之燃燒火燄……………………………………………………………...8
圖9方型燃氣出口之燃燒火燄……………………………………………………………...8
圖10 SYMTRON公司火災模擬器之廠商目錄…………………………………………..10
圖11 DRÄGER公司貨櫃型火災模擬器之廠商目錄……...……………………………..11
圖12 消防署於新竹設立之火場訓練系統(由DRÄGER公司設計施工).........................12
圖13 COSMOS軟體分析聖誕樹熱壓力圖……………………………………………….13
圖14 聖誕樹結構塑膠管路模擬圖………………………………………………………..14
圖15 聖誕樹結構塑膠管路煙霧製造機模擬情境模擬圖(1)…………………………….15
圖16 聖誕樹結構塑膠管路煙霧製造機模擬情境模擬圖(2)…………………………….16
圖17 聖誕樹結構塑膠管路煙霧製造機模擬情境模擬圖(3)…………………………….17
圖18 聖誕樹結構塑膠管路煙霧製造機模擬情境模擬圖(4)…………………………….18
圖19 聖誕樹結構塑膠管路煙霧製造機模擬情境模擬圖(5)…………………………….19
圖20 聖誕樹結構塑膠管路煙霧製造機模擬情境模擬圖(6)…………………………….20
圖 21 聖誕樹結構塑膠管路煙霧製造機模擬情境模擬圖(7)……………………………22
圖 22 聖誕樹結構塑膠管路煙霧製造機模擬情境模擬圖(8)……………………………22
圖 23 聖誕樹結構塑膠管路煙霧製造機模擬情境模擬圖(9)……………………………23
圖 24 聖誕樹結構塑膠管路煙霧製造機模擬情境模擬圖(10)…………………………..24
圖 25 聖誕樹結構塑膠管路煙霧製造機模擬情境模擬圖(11)…………………………..25
圖 26 聖誕樹結構塑膠管路煙霧製造機模擬情境模擬圖(12)…………………………..25
圖 27 底座設計圖(1)………………………………………………………………………26
圖 28 底座設計圖(2)………………………………………………………………………26
圖 29 底座設計圖(3)………………………………………………………………………27
圖30 聖誕樹結構之燃燒器實體圖………………………………………………………..27
圖 31 聖誕樹結構火災模擬器實體架構圖(1)……………………………………………28
圖 32 聖誕樹結構火災模擬器實體架構圖(2)……………………………………………28
圖 33 改良聖誕樹結構火災模擬器SOLID WORKS圖(1)……………………………...29
圖 34 改良聖誕樹結構火災模擬器SOLID WORKS圖(2)……………………………...29
圖35 聖誕樹結構火災模擬器SOLID WORKS圖(3)……………………………………29
圖 36 旋轉機構圖………………………………………………………………………….30
圖 37 馬達與軸承………………………………………………………………………….30
圖 38 改良聖誕樹實體圖………………………………………………………………….30
圖 39 聖誕樹結構火災模擬器燃燒情形(1)………………………………………………31
圖 40 聖誕樹結構火災模擬器燃燒情形(2)………………………………………………32
圖 41 聖誕樹結構火災模擬器剛燃燒時的熱影像分析圖……………………………….32
圖 42 聖誕樹結構火災模擬器燃燒約1分鐘後的熱影像分析圖……………………….33
圖 43 聖誕樹結構火災模擬器燃燒約3分鐘後的熱影像分析圖……………………….33
圖 44 聖誕樹結構火災模擬器剛燃燒結束後的熱影像分析圖………………………….34
圖 45 中型燃燒爐之前門改良設計概念圖……………………………………………….35
圖 46 中型燃燒爐之後門窗口改良設計概念圖………………………………………….35
圖 47 中型燃燒爐之防爆板……………………………………………………………….36
圖 48 中型燃燒爐機構實體圖…………………………………………………………….37
圖 49 滑門機構作動程序圖……………………………………………………………….37
圖 50 火場模擬模型……………………………………………………………………….38
圖 51 底部燃燒爐開始點火燃燒(溫度分布)……………………………………………..39
圖 52 燃燒爐內之氧氣及將耗盡時之溫度分佈(開始模擬後16秒)……………………39
圖 53 燃燒爐內之瓦斯濃度分布(開始模擬後16秒)……………………………………40
圖 54 燃燒爐壁面孔開啟時之溫度分佈(開始模擬後20秒)……………………………40
圖 55 第一次轟燃實驗測試溫度分佈圖………………………………………………….41
圖 56 第二次轟燃實驗測試溫度分佈圖………………………………………………….42
圖 57 第三次轟燃實驗測試溫度分佈圖………………………………………………….42
圖 58 第四次轟燃實驗測試溫度分佈圖………………………………………………….43
圖 59 第五次轟燃實驗測試溫度分佈圖………………………………………………….43
圖 60 第六次轟燃實驗測試溫度分佈圖………………………………………………….44
圖 61 火災模擬器SOLID WORKS圖面…………………………………………………47
圖 62 人機控制台SOLID WORKS圖面…………………………………………………47
圖 63 貨櫃燃燒區域……………………………………………………………………….49
圖 64 大型燃燒爐實體圖………………………………………………………………….50
圖 65 大型燃燒爐示意圖(1)………………………………………………………………51
圖 66 大型燃燒爐示意圖(2)………………………………………………………………51
圖 67 大型燃燒爐示意圖(3)………………………………………………………………51
圖 68 大型燃燒爐示意圖(4)………………………………………………………………52
圖 69 大型燃燒爐側邊燃燒示意圖……………………………………………………….52
圖 70 大型燃燒爐側邊燃燒示意圖……………………………………………………….53
圖 71 天花板延燒管路設計圖…………………………………………………………….53
圖 72 將天花板隱藏所看見的L型檔板………………...……………………………….53
圖73方型油槽……………………………………………………………………………...54
圖74隔熱區域……………………………………………………………………………...54
圖75控制台架構圖(I)……………………………………………………………………...55
圖76控制台架構圖(II)……...……………………………………………………………..55
圖77點火控制系統架構圖………………………………………………………………...57
圖78 電氣控制迴路圖……………………………………………………………………..58
圖79 人機介面配置圖……………………………………………………………………..61
圖80控制台主體架構……………………………………………………………………...61
圖81控制元件配置圖……………………………………………………………………...62
圖82 CCD監視系統………………………………………………………………………..63
圖83 CCD監視系統元件…………………………………………………………………..63
圖84 燃燒爐系統配置……………………………………………………………………..65
圖85 情境燃燒圖…………………………………………………………………………..67
圖86 轟燃現象……………………………………………………………………………..70
分類
其他詳細資訊
- 英文題名：Design and Construction of prototype for Fire Simulator
- 出版品網址（線上版或試閱版)：連結
- 適用對象：成人(學術性)
- 關鍵詞：火災模擬器、監控系統、火場分析
- 附件：無附件
- 頁/張/片數：98
授權資訊
- 著作財產權管理機關或擁有者：行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所
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