机械排烟下高压细水雾灭火效果的数值模拟

目的分析机械通风情况下,高压细水雾技术对单室油火的灭火效果,为高压细水雾灭火系统在地下大空间的应用奠定基础.方法采用火灾动力学模拟软件(FDS),应用大涡模拟方法的场模型、两相流模型、辐射模型,模拟分析火源中心面的温度、灭火时间、CO质量浓度等参数.结果得到在1 MW、1.5 MW、2.5 MW火灾功率下,不同通风情况的10 MPa高压细水雾喷头的灭火特性参数,对比、分析了火源上方0.5 m处的温度以及1.5 m截面的CO平均质量浓度的变化曲线.结论随着火灾功率的增加,机械排烟对10 MPa高压细水雾灭火效果的负面效应减小,机械排烟和高压细水雾灭火技术联合作用对2.5 MW火灾的灭火效果更佳.     

细水雾喷射角度对公路隧道火灾灭火效果的分析

目的 研究不同油盆空间位置条件下,细水雾不同喷射角度对公路隧道油火的灭火效果,为受限狭长空间内细水雾灭火设计提供依据.方法 采用FDS软件,建立公路隧道内细水雾灭油火模型,对比分析了燃料表面平均温度、油盆正上方4 m处温度变化曲线,烟气层高度,隧道内1.5 m高度CO体积分数.结果 当火源处于细水雾喷头正下方时灭火最为有效,细水雾喷头喷射角度增加为30°～90°时灭火效果改善.结论 当隧道内火源处于不同位置时,细水雾灭火效果不同,随着细水雾喷头与火源水平距离不断增大灭火效果越差.通过改变细水雾喷头喷射角度,扩大细水雾喷头保护范围,有利于扑灭火源距离细水雾喷头较远的火灾.     

气泡雾化细水雾装备灭火实验研究

利用气泡雾化压力低、用气量小和雾化效果好的特点, 结合目前已有的移动细水雾灭火装备开发了一套背负式气泡雾化细水雾灭火装备.对木垛火进行灭火实验, 分析了细水雾灭火过程中不同阶段的主导灭火机理.实验结果表明:利用气泡雾化细水雾灭火装备可有效控制和扑救木垛火, 对于0.6A以下的木垛火, 可在150 s内扑灭, 0.8A的木垛则出现了复燃现象, 由于木条的相互遮挡, 对于木垛火的扑救应灵活调整射水距离和角度, 压制火焰, 预防复燃.     

电缆隧道灭火技术应用研究

分析了电缆隧道火灾的起因、危险性及特点,比较分析了电缆隧道的灭火技术,提出了一套高压细水雾灭火系统解决方案,并结合某钢厂电缆隧道项目对高压细水雾系统工程进行设计,研究成果和实践对计算机房、控制室、油浸变压器、档案库房、高压配电室等重要危险场所细水雾灭火系统的设计具有参考价值.     

城市隧道火灾组合式排烟特性研究

通过1/20小尺寸模型实验对城市隧道火灾组合通风排烟方式下的排烟特性进行了研究.通过对不同纵向风速和不同排烟量下温度和烟气实验结果的分析,表明隧道的顶部排烟量越大,烟气层下降越慢,越有利于隧道内的人员疏散,但是排烟量的增大对降低隧道顶部温度效果不大.根据实验结果可知,对于组合通风方式下的隧道火灾,应先打开顶部排烟口进行排烟,然后开启火源上游风机进行纵向通风,纵向通风风速应控制在临界风速左右.     

公路隧道火灾时纵向通风排烟下临界风速问题探讨

烟气回流(Back-Layering)是隧道火灾在纵向风作用下的一种特殊烟气蔓延现象,抑制烟气逆流的临界风速一直是隧道火灾研究的一个热点。本文在分析国内外对纵向通风排烟下临界风速问题研究现状和规范规定的基础上,通过数值模拟和缩尺寸模型试验对临界风速与隧道坡度的关系进行研究,对它们的结果进行对比分析,为公路隧道火灾时纵向通风排烟管理提供参考。     

细水雾灭火系统在铁路特长隧道中的应用

介绍了细水雾灭火系统组成及细水雾灭火的原理及其灭火的特点,根据铁路长隧道火灾的特点及其危害性并结合实际的工程,详细介绍了细水雾消防灭火系统在实际工程的应用,为特长隧道消防进行有益的探索.     

隧道火灾中重点排烟的排烟量及排烟口布置

排烟量和排烟口布置是隧道重点排烟中影响烟气控制效果的关键因素.采用数值模拟的方法研究不同火源功率及不同隧道宽度时火灾烟气的生成量,并依据烟气生成量研究不同排烟量、不同排烟口布置对隧道内烟气蔓延长度和排热效率的影响.研究结果表明,烟气的生成量与火源功率、隧道宽度以及烟气的蔓延长度密切相关.当前规范中推荐的排烟量难以达到《公路隧道通风设计细则》中建议的300 m的烟气控制目标.若以烟气的控制范围为排烟系统的设计目标,烟气的控制范围和排烟口的开启范围之间存在线性关系,设计中可依此优化排烟口的布置.     

添加剂对细水雾灭火增强作用及机理分析

对含不同质量分数NaCl和复合添加剂细水雾的灭火时间、降温过程、以及增强机理分别进行了研究.结果表明:添加剂通过对细水雾的物理或化学强化作用,能显著提高细水雾灭火性能,缩短灭火时间,提升其灭火稳定性和降温效果;进一步的增强机理分析认为NaCl主要通过捕获自由基,起到抑制燃烧链式反应的作用;而复合添加剂则是通过对水的物理改性,实现加速雾滴吸热蒸发、促进水在油面的铺展和表层汽油的乳化、以及提高水的起泡与稳泡能力等目的.     

正负电性的荷电细水雾灭火试验与机理探讨

为了探讨荷电细水雾的正负电性对灭火效果的影响,丰富和完善细水雾灭火的理论和技术,搭建了基于感应荷电的荷电细水雾熄灭受限空间乙醇火的小尺寸试验平台.通过改变电压的正负性,得到正负电性的荷电细水雾.根据其对灭火时间、火焰图像、火焰温度的影响来比较灭火效果,并在试验的基础上进行物理作用和化学作用的机理分析.结果表明,就灭火效果而言,荷电细水雾强于普通细水雾,荷负电细水雾强于荷正电细水雾;荷负电的液滴能诱导燃烧场中的自由基与其碰壁销毁,并且能中和火焰中的正离子,阻止燃烧链传递的进行.     

基于模式识别的火灾烟雾探测中抗水雾干扰研究

水雾与火灾烟雾在颜色、形态以及面积扩散等方面均具有相似性,容易对基于图像识别的火灾探测技术形成干扰。在同一地点及环境下使用监控系统录制火灾烟雾和水雾的真实视频,从运动方向特征和纹理特征着手进行分析,并利用支持向量机(support vector machine,SVM)对视频进行火灾烟雾和水雾的识别。实验结果表明,火灾烟雾与水雾在运动方向特征及纹理特征中熵和对比度上有明显差异,火灾烟雾识别时使用运动方向特征及纹理特征既能准确的识别出火灾烟雾,又能极大减小疑似烟雾目标带来的干扰。     

灭火添加剂对细水雾粒径分布规律的影响

为了优选灭火效能好的细水雾添加剂,根据Lewis—Nukiyama—Tanasawa（LNT）关联公式、表面化学理论、激光粒度仪研究了不同添加剂作用下细水雾粒径分布的变化情况．结果表明：无机盐Ⅰ对细水雾粒径影响较小;增黏剂V1与V2使粒径为75～125μm的雾滴数减少,粒径为225～350μm的雾滴数增加;表面活性剂S1与S2使粒径为25～125μm的雾滴体积分数增加,粒径为150～375μm的雾滴体积分数减少;复合添加剂C1使细水雾的粒径分布向小粒径变化,分布范围变宽;复合添加剂C2则使粒径为75～150μm的雾滴体积分数减少,而在175～250μm之间的雾滴体积分数增加．     

利用大涡模拟研究地铁区间火灾的烟气扩散

为了对地铁区间发生火灾的危险性进行评估和分析,建立数学模型并运用大涡模拟方法对具有代表性的北京地铁环线积水潭—鼓楼区间隧道在列车发生火灾情况下的烟气扩散情况进行研究.通过数值模拟研究得到了隧道内排烟风机不同开启状态下不同高度的烟气质量浓度的分布、烟气在隧道内的水平扩散距离和水平扩散速度.另外,通过对临界风速的计算和隧道风速的模拟来验证积鼓区间隧道排烟风机抑制烟气扩散的效果.研究结果表明,所安装隧道排烟风机在5MW火灾场景下可以使内环隧道风速达到临界风速要求,能够控制逃生路线上的烟气层安全高度.模拟结果可以为地铁区间隧道的改造及人员疏散方案提供相关参考.     

水雾作用下的电缆隧道火灾的数值模拟研究

建立具有自动灭火功能的电缆隧道模型,采用美国NIST开发的场模拟程序FDS(5.0)进行模拟计算.计算结果表明在水雾的作用下,上部空间能够得到很好的降温对于下部的烟气也可以很好的控制,可以有效地用于电缆隧道的灭火.     

细水雾系统在建筑灭火应用中的理论研究

为了预测细水雾系统在连续运行和间歇运行方式下有障碍火焰熄灭情况,基于受限空间内的气体成分的质量守恒和空间的能量守恒,建立了一个预测受限空间内细水雾系统灭火效果的瞬态模型．该模型对于受限空间温度、干态氧气体积分数能进行较好的预测研究;在同样的火焰情况下,采用间歇运行方式能提高灭火效果而且减小耗水量．     

水平巷道火灾中烟流逆流层长度的实验研究

为考察水平巷道火灾中烟流逆流层长度随巷道风速及火源放热速率的变化规律,在一条长9m,横断面30cm×30cm的模拟巷道中进行了燃烧模拟实验.实验采用一直径为10cm,以煤油为燃料且燃烧强度可调的油盘为火源,测量了巷道走向垂直中心面上的二维温度分布、风流及烟流速压、烟流组分以及其逆流长度等参数,并根据测量结果推算出了巷道风速及火源放热速率.实验数据的拟合结果表明,无量纲逆流长度L*随火源放热率Q与巷道风速u的比值增大近似按指数规律增大,即L*=0.0404exp(0.0414Q/u).     

风口非对称布置排烟隧道耦合烟控参数CFD寻优分析

以上海某长大越江公路隧道为背景,针对三个大尺度风口非对称布置在火源两侧的特殊情况,借助经模型实验验证的CFD模拟,详细分析多种纵向风速、排烟量组合下,风口风量分配、排烟温度、烟气水平扩散距离等物理量的变化.进一步提出热烟气水平扩散不超过火源附近3个风口范围以及排烟量最小的排烟优化设计思路.借助CFD模拟通过反复计算比较,得到不同火灾热释放速率、隧道坡度、坡向变化下优化耦合烟控参数,并将优化结果整理得到适用于工程应用的无量纲准则关联式.