地铁区间列车火灾烟气特性及控制策略的数值模拟

为了探究火灾发生后风机启动时间对地铁区间烟气控制的影响,现以内径为5.5m圆形盾构地铁区间隧道为研究对象,采用数值模拟方法研究不同火源功率(5、7.5、10 MW)下隧道内烟气的温度分布,分析了4种火灾工况下隧道顶部最高温度值以及出现位置,研究了风机延迟启动时间对隧道内烟气温度分布的影响。结果表明,隧道顶部最高温度随火源功率增大而增高;纵向通风风速会造成隧道顶部最高烟气温度区域向通风方向偏移,但随着火源功率增加,排烟风速的影响会逐渐减弱;延迟启动风机会破坏烟气层的稳定性,导致烟气沉降到列车的车厢位置,从而会影响乘客安全疏散。     

单室墙角火壁面烟熏痕迹特征研究

为研究单室墙角火火灾壁面烟熏痕迹特征，采用1/3尺寸火灾试验还原单室墙角火火灾，测定壁面不同点的温度及烟气蔓延速度，研究火源在不同位置时的壁面烟熏痕迹特征；利用PyroSim软件模拟烟气蔓延过程。结果表明：火源位于房间中间时，在屋顶呈现圆形痕迹；火源在墙角时，两边侧墙和墙角顶部形成明显烟熏痕迹；墙角火在墙角位置的温度和烟气蔓延速度高于房间中间起火；试验结果与模拟结果吻合。试验结果可为调查墙角火火灾提供理论及试验依据。     

地铁长区间隧道火灾双点排烟烟气分布特性

基于1∶20缩尺模型隧道,设置4种风口尺寸、3种火源热释放速率,改变排烟量,设计33个工况研究地铁长区间隧道火灾双点排烟的顶部烟气温度分布特性与烟气流动特性。实验发现,地铁长区间隧道火灾顶部烟气温度随着与火源之间的距离的增大而减小,在排烟风口处烟气温度突然下降;烟气温度随着火源热释放率的增大而增大,排烟口尺寸和排烟体积流量对隧道顶部烟气温度的影响不大。火灾中,应将烟气控制在火源段,保证非火源段烟气排净。     

热障效应对中庭自然排烟影响研究

采用数值模拟技术研究“热障效应”对中庭自然排烟效果的影响规律,分析不同火源功率在不同温度梯度下中庭顶部自然排烟口的排烟效果.结果显示,在高大空间内部,相同火源功率下,环境温度梯度越大,顶部烟气温度越低,通过顶棚开口向外的烟气质量流率越小.火源功率越小,环境温度梯度对顶部开口自然排烟效果的影响越明显,即热障效应的影响越突出.随着火源功率增大,环境温度梯度对自然排烟效果的影响逐渐减弱.     

纵向通风下公路隧道双火源火灾烟气扩散研究

摘 要：采用试验与数值模拟研究隧道双火源火灾临界风速变化,重点研究双火源功率和火源间距对临界风速的影响。结果表明：随着火源间距增加,临界风速逐渐降低,当两火源间距达到极限距离时,临界风速不再变化;当进风口侧火源功率确定时,在极限间距内出风口侧火源功率增大时,临界风速增大,说明出风口侧的火源对进风口侧的烟气回流有促进作用;在极限间距内,临界风速随火源间距增加呈二次方递减到一个稳定值;两火源总功率越大,临界风速随着间距增加降低的幅度越明显。并得到了临界风速的预测公式。     

基于并联流风冷的锂离子电池温度统计分析

为研究锂离子电池运行时产生的热堆积及热量分布不均匀问题,在并联流风冷的基础上,采用ANSYS AIM软件模拟了不同楔形进风口倾斜角度和添加扰流板下电池组的温度。研究了进风口倾斜角度、扰流板倾角度与位置对电池组散热性能的影响以及温度分布。结果表明,随着进风口倾斜角增加,电池组的相对较高温度降低,电池各部分温差也降低,温度分布区间明显缩短,且转向低温。添加扰流板后,电池的相对较高温度明显降低,温差在2.0～3.4℃。扰流板设置一定位置后,电池温度点绝大多数集中于27.1～28.1℃,其次为26.1～27.0℃,最后为28.1～29.0℃。在上述情况下,电池温度分布均匀性得到明显改善。     

某室内商业步行街火灾烟气控制研究

为了研究室内商业步行街的火灾烟气控制效果,以某城市综合体为例,模拟室内商业步行街火灾,在中庭位置设置1.5 MW酒精火源,点火后分别联动开启排烟设施和手动开启自然排烟设施,观察两种工况下室内步行街内烟气蔓延情况,并测量试验区域温度等参数.试验发现,相较于顶部自然排烟,采用联动机械排烟的烟气沉降速率低17％,烟气层高度高...     

地铁隧道火灾模拟及人员疏散研究

利用FDS软件,设置的火源强度为7.5 MW的火灾,模拟火灾发生在隧道中点及疏散通道A口附近的条件下,地铁隧道内3种不同通风风速对人员疏散的影响。将疏散通道口处人眼特征高度的烟气能见度、温度和CO浓度到达临界指标的时间作为可用疏散时间,再通过经验公式计算所需安全疏散时间,判定疏散的安全性。结果表明,列车和火源均在隧道中部时,人员均能够安全疏散;列车在隧道中部,而火源在进风口一侧时,只有在无风条件下人员能够安全疏散。     

进风口对变压器室通风效果的影响

通风设计是户内变电站变压器室设计的难点问题。运用CFD方法,对某变压器室温度场和速度场进行模拟,并将模拟值与实测值对比,验证数学模型的有效性。在此基础上,以某变电站变压器室为模拟对象,通过改变进风口位置和面积,设计并模拟6种通风工况,通过对比各工况温度场、速度场和特征温度值的变化规律,重点研究进风口对变压器室通风效果的影响。模拟结果表明：进风口面积不变时,进风口应布置在散热器一侧且其中心高度宜控制在散热器中心高度或稍偏下位置,不宜高于散热器;进风口位置固定时,增大进风口面积改善通风效果时,宜选择沿高度方向增大进风口面积。所得结论可为变压器室通风设计提供技术参考。     

横截面形状和坡度对隧道火灾烟气分布影响研究

通过数值模拟建立了7种不同横截面形状的全尺寸跨座式单轨隧道模型,研究隧道横截面形状和坡度对隧道火灾烟气蔓延的影响.研究发现长方形隧道顶部温度普遍较高,其次为带有拱顶的隧道,正方形隧道顶部温度普遍较低,圆形隧道底部温度最低.在大火源功率条件下,坡度对临界风速的影响较小.离火源较远的位置,坡度对排烟效果的影响更加明显:随着...     

Effects of Air Inlet Configuration on Forced-Ventilation Enclosure Fires on a Naval Ship

The effects of air inlet configuration on pool fire behavior in a mechanically ventilated cabin were investigated. The closed cabin used was a model of a certain machinery cabin on a naval ship. Two air inlet configurations of one vent and two vents were taken into account together with five different elevations of air inlet. In one-vent cases, mass loss rate and gas temperature were lower and oxygen concentrations were higher than those of two-vent cases. With the increase of air inlet elevation, a sudden drop in average mass loss rate and peak temperature were found in the two-vent cases at the air inlet elevation of 1.56 m. In one-vent cases, a similar drop in average mass loss rate was found at the air inlet elevation of 0.88 m, while the peak temperature was almost unaffected by inlet elevation. According to temperature profiles and the characteristic parameter of the smoke layer stability, the formation of the smoke layer was destroyed by increasing the air inlet elevation or reducing the air inlets, and furthermore a more uniform distribution could be found. For the current cabin, the one-vent case with a lower air inlet elevation was recommended for smoke control, and the inlet should be set away from the essential equipment and the entrances of the cabin.     

基于Simtec 的巴黎圣母院火灾数值模拟

利用Simtec 软件模拟巴黎圣母院火灾的温度场、烟气浓度场和风流速度场。结果表明：尖塔内部出现明显的温度分区,尖塔顶部温度较低,尖塔中部以下温度较高;火源上方温度迅速达到900 ℃,然后在900~1 000 ℃上下波动,尖塔中部温度在560~720 ℃波动,十字形屋顶温度缓慢上升;火灾烟气首先充满整个尖塔,然后逐渐扩散至整个十字形屋顶;由于烟囱效应,尖塔中部的空气流速较大,形成长约15 m 的高速区域,而塔尖和塔底部空气流速较低。     

机器学习在煤粉着火敏感性预测中的应用

摘 要：为探究机器学习模型预测煤粉云最低着火温度（Minimum Ignition Temperature,MITc）的可行性,收集Godbert-Greenwal炉测试得到的煤粉云最小着火温度和影响因子数据,并分析了影响因子的关联性。利用AUC/ROC、Kappa系数、敏感性、特异性、MAE、RMSE等指标对三种机器学习模型在煤粉云最小着火温度和着火概率两方面的预测效果进行评价。结果发现：RSM模型的预测效果最差;RF模型在预测煤粉云MITc和着火概率时具有较好的精度和稳定性;Bagging模型在预测着火概率时AUC值均大于0.85,但预测MITc时效果较差。结果为煤粉云着火敏感性预测提供了一种新的研究思路。     

海上平台原油发电机火灾对邻近设施影响分析

海上平台原油发电机火灾事故产生的高温、热辐射会对邻近设备设施产生不利影响。以某海上平台原油发电机火灾事故为例,运用KFX软件对该火灾过程进行数值模拟,研究了邻近钢支撑、进油软管等关键构件处的温度、热辐射等参数的变化特征。基于温度准则和热辐射准则,研究了温度、热辐射通量临界点变化处时间点与持续时间参数。研究发现,邻近钢支撑2和3表面温度高达1 600 ℃以上,热辐射通量超过25 kW/m2,持续时间长,到达其发生变形与破坏的条件,泡沫释放时间过长造成极大影响。进油软管C处的热辐射强度超过15 kW/m2,到达了其熔化破坏条件,感烟探测器响应时间过长是其主要影响因素。以上研究结果,可为灾后支撑构件强度校核、火气系统响应时间设置等提供参考。     

Simulation of ventilation and fire in the underground facilities

A revised fire outbreak and evacuation simulation model, MFIRE, is presented in the paper. The model provides information for setting up an emergency ventilation scheme, establishing safety procedures and minimizing damage in underground network systems. MFIRE simulates the interdependence between the ventilation system and its pertinent fans and structures, and the changes in ambient conditions and the heat source. A laboratory based fire simulation was conducted in a small physical tunnel network to verify the MFIRE. The rates of air flow and temperature distribution in each tunnel are compared with the simulated results obtained by MFIRE. Regarding air flow, the experimental rates correlate with the simulated results very well. Because of the reduced physical scale of the laboratory model, the simulated temperature distributions do not quite correlate with the laboratory data. MFIRE is employed to simulate a hypothetical fire outbreak in the Taipei Mass Rapid Transit System. The simulation is designed to investigate the direction and rate of air flow, temperature distribution and emergency ventilation responses. The results have confirmed that the proposed “push–pull” ventilation model can exhaust the high temperature air and smoke out of the underground facilities efficiently once the fire breaks out.     

真空管空气集热器阵列风量分布的数值模拟

以真空管太阳能空气集热器阵列为研究对象,采用控制变量法,数值模拟研究进风量、干管内直径、各列集热器串联数量、太阳辐照度、进风温度对各列集热器风量分布的影响。不同进风量下,各列风量比例均先减小后增大,不仅变化趋势相似,而且数值也接近。不同干管内直径下,各列风量均先减小后增大,趋势随干管内直径的增大而减弱。干管内直径越小,各列集热器之间的风量不平衡情况越明显。不同各列集热器串联数量下,各列风量均先减小后增大,趋势随各列集热器串联数量的增大而减弱。各列集热器串联数量越少,各列集热器之间的风量不平衡情况越明显。不同太阳辐照度下,各列风量均先减小后增大,不仅变化趋势相似,而且数值也接近。不同进风温度下,各列风量均先减小后增大,不仅变化趋势相似,而且数值也接近。进风量、太阳辐照度、进风温度对各列风量分布的影响不明显。     

列车单元式空调机组制冷量显著性试验分析

分析了蒸发器进风温度、进风湿度和冷凝器进风温度三个空气侧参数对列车单元式空调机组制冷量和压缩机电流的影响,通过正交试验发现:三个参数都是影响制冷量的显著性因素,其中,冷凝器进风温度影响最大,蒸发器进风相对湿度次之,进风温度最小;三个参数对机组压缩机电流的影响也具有显著性,但不如对制冷量显著,其中,冷凝器进风温度影响最大,蒸发器进风温度次之,进风相对湿度最小。     

西大望220KV变电站暖通设计

着重介绍了这一目前国内规模最大的地下变电站的通风和防排烟系统设计。根据工艺设备布置和变电站的地理位置,在上风侧设进风竖井和可移动式进风塔,在下风侧设计排风竖井和排风塔,采用自然井风、机械排风的通风方式;对可能产生有毒气体的CIS室设正常通风和事故风系统,房间上、下部均设排风口。不同于常规变电站的防排烟,电气设备间的消防设计不仅考虑火灾后的排烟,而且考虑人员的安全疏散,排烟风机和各种防火阀既能集中控制,亦可就地控制。该变电站已安全运行一年多。     

One-dimensional analysis of the global chimney effect in the case of fire in an inclined tunnel

A one-dimensional computational analysis is presented of the global chimney effect due to a fire source in an inclined tunnel. Fire-induced flows are not accounted for in the present study: the computed velocity, due to global heating, is to be superposed as an initial and/or boundary condition in detailed computational fluid dynamics (CFD) simulations in a region of interest. The results must not be used as a replacement for such detailed simulations in e.g. network problems. Two calculation options are explained for the global chimney effect. The first method is based on the global heating of the entire tunnel part between the fire source and the higher positioned tunnel outlet. In the other method, the initial fire-influenced region is restricted to a certain distance and, as soon as a prescribed temperature rise is met, the fire-influenced region length increases until the tunnel outlet is reached. The treatment of the enthalpy flow rate through the fire-influenced region boundaries is discussed. In order to identify the most important parameters and to quantify their influence on the global chimney effect, a sensitivity study is presented with respect to the different model ingredients. The following quantities are examined: fire source heat release rate, tunnel inclination angle, tunnel length, tunnel wall roughness, ambient temperature, ambient pressure conditions, tunnel cross-section area, and fire source position. Attention is focused onto the fire-influenced region mean temperature and the air velocity at the tunnel inlet. The inlet air velocity is quantified by means of a correlation, taking into account the parameters mentioned.