细水雾作用下原木楞堆火烟气状况研究

在大尺寸受限空间内,就细水雾对楞堆火烟气的影响进行实体实验研究.研究表明:楞堆的燃烧没有产生特别耗氧的情况;细水雾能有效降低烟气中CO2的体积分数,且细水雾飘浮时间越长,CO2体积分数下降的就越明显;细水雾施加初期,破坏了楞堆火的燃烧反应过程,使燃烧不充分,CO体积分数激增,之后CO体积分数的变化,则要取决于楞堆被扑灭的效果,及其是否存在阴燃现象.     

受限空间火灾探测数据融合算法研究

为了实现对受限空间火灾发生情况多传感器自动探测信号处理，建立了基于CO 浓度、烟气颗粒浓度、红外视频图像等多传感器探测的火灾探测数据融合分析系统。在受限空间内搭建基于多传感器火灾探测的数据融合分析实验平台。根据火灾红外视频图像的燃烧区域面积及圆形度等特征参数介绍了红外图像识别算法。在三种火灾探测方式特征参数的基础上提出了固定门限功率谱检测算法，并完成数据融合。在分析比较火灾探测系统响应时间、报警准确率等系统性能评价方法的基础上，说明了采用多传感器探测信号进行数据融合并建立灾情判据的方法。实验结果表明：采用数据融合算法后探测系统误报率低于单一探测方式，报警时间略高于单一探测报警方式。该数据融合系统基本满足火灾自动探测报警系统的稳定可靠、低误报率等要求。     

在建多层建筑火灾数值模拟分析

以某大学在建学生宿舍为研究对象,分析火灾事故的风险因素,结合燃烧火灾特征,利用FDS对室外保温材料起火、室内木板材料起火、储存在室内的保温材料起火的火灾场景进行模拟,得到火灾特征参数值的变化规律。结果表明:外墙保温板燃烧时,高温会引燃室内堆积的可燃物,发生二次燃烧;木模板燃烧时,烟气迅速充满整栋建筑,短时间内CO体积分数达到危险临界值。对比木模板与保温板火灾模拟结果发现,相同环境下,木模板燃烧的危险性更大。     

含热塑性材料的受限空间火灾试验研究

利用实体火灾试验研究了含热塑性装饰材料的建筑受限空间火灾的发展过程,以及热烟气温度的演化规律。采用理论方法预测了热烟气的最高温度。结果表明:热塑性材料的存在增强了受限空间火灾的燃烧强度,且熔融后产生的液体火会导致第二次猛烈的燃烧,但整个试验过程中并未发生轰燃;热烟气层的温度在空间上具有均匀性,可近似采用一特征温度来表征整个烟气层温度;理论方法预测的烟气层最高温度值为529.5℃,略高于试验测量值,但均小于轰燃的临界顶棚温度值。     

基于小室安全的大空间建筑火灾CFD模拟

基于小室火灾安全设计概念和简化的固体可燃物燃烧模型,利用Fluent对小室火灾中热烟气的温度分布及烟气运动情况进行了数值模拟。验证了小室火灾的燃烧模拟采用部分预混模型的适用性。比较分析了机械排烟启动时小室内火灾烟气运动状况和CO变化情况。结果表明:小室火灾热烟气温度分布有明显的分层现象;火灾后机械排烟系统启动,可有效降低火场内的CO浓度。该研究对建筑物烟气控制系统的工程设计以及人员安全疏散研究具有参考价值。     

不同隧道排烟模式对站台火灾人员疏散的影响

为探究站台火灾条件下不同隧道排烟模式对地铁人员疏散的影响,以岛式地铁站为研究对象,利用Pyrosim建立火灾模型,并分析4种隧道排烟模式下的楼扶梯入口风速、烟气温度、CO体积分数和能见度的分布。结果表明：单一隧道排烟模式均无法满足安全疏散要求;疏散时间360 s内,在人眼特征高度处,车站隧道排烟模式下的人员疏散经过区域的能见度不能满足疏散要求,CO体积分数、温度、楼扶梯口风速均满足安全疏散要求;3种区间隧道排烟模式下的楼扶梯口风速均无法满足人员安全疏散要求,区间隧道推拉式反向排烟模式最不利于疏散区域烟气散热,区间隧道双拉式排烟模式排烟效果最为显著;火灾烟气的3个潜在危险因素中,相比于温度和CO体积分数,满足能见度在安全范围内的难度更高。     

充气膜结构火灾下烟气运动特性研究

基于火灾燃烧模型理论,利用FDS对典型充气膜结构在单一火源情况下的压力、CO体积分数和能见度进行了研究。数值模拟结果表明,温度对压强影响较大;火源位置的改变对充气膜结构内的烟气流动影响极大;在火源附近处垂直高度最高点的相对压强、烟气温度、CO体积分数上升速度很快并且数值相对较高,烟气层的高度和能见度最低;风速对压强和能见度有极大影响。在此基础上提出排烟和疏散的设计建议。     

CO/CO2体积分数分析在火灾早期探测中的应用

以CO和CO2为早期火灾探测的特征气体，针对真实火灾和假火灾情况进行了试验，得出几种常见材料在加热燃烧过程中的CO和CO2体积分数变化规律。根据这些规律和CO／CO2的体积分数比，可以有效地实现早期火灾报警。作者简介：黄湘莹（1983一），女，福建福州人，华侨大学机电工程学院硕士研究生，主要从事现代检测技术及新型传感器方面的研究，福建省泉州市华侨大学机电工程学院教工98号信箱，362021。     

火灾荷载空间布局对单室火灾发展的影响

为研究火灾荷载空间布局对单室火灾发展的影响,提出火灾荷载点分布密度的概念,采用火灾动力学模拟软件FDS,模拟房间中心8张木桌,火灾荷载为12 435.5 MJ,改变8张木桌的布局,研究其对火灾发展的影响。通过模拟可以发现:房间中心火灾荷载点分布密度不同时,点分布密度最大为3 108.8MJ/m~2,火灾热释放速率为15 MW,比点分布密度最小1 554.4MJ/m~2的工况1增加25%,轰燃发生时间和达到最大HRR时间提前了900 s左右,单位时间木桌质量损失增加16%;当火灾荷载点分布密度相同时,可燃物的布局对火灾发展有明显影响,木桌堆积越高越密集,火灾竖向燃烧速度越快,但持续时间短,影响范围窄,房门处温度最高为900℃,比工况1低18%;火灾发生后5min时间内CO体积分数和烟气层高度均达到人体耐受极限。     

轰燃和逆通风

多年来,我们混淆了轰燃和逆通风(也叫烟气爆炸)。其部分原因是他们产生非常相似的结果———整个房间或区域卷入大火。但是,他们在如何起火以及为什么起火上有很大区别。围绕这些现象也有一些错误观念。这些错误看法认为轰燃在第一次火焰4min内发生而逆通风仅发生在紧密封闭建筑物。都是危险的错误观点。轰燃并没有时间限制,而且只要条件适宜;逆通风将发生在几乎任何一个封闭空间。1轰燃轰燃定义为“内热辐射反馈引起一限定空间内,可燃物的表面全部卷入燃烧的瞬间状态”。热辐射反馈是由火灾从墙壁、地板及天花板反馈到房间其它空间的能量。…     

基于MK-XGBoost的多传感器融合火灾识别技术

针对单一传感器预测中的漏报、误报的缺点,本文提出了一种基于MK-XGBoost的多传感器数据融合火灾识别技术。该技术通过采集受限空间的温度、烟雾质量浓度、CO体积分数,基于Mann-Kendall检验方法生成趋势因子,该因子与上升趋势呈正相关,后续将火灾数据与趋势因子作为特征,采用XGBoost算法判断火灾是否发生。在软件FDS与MATLAB下进行仿真,并与SVM、XGBoost原算法比较。仿真结果表明:火灾判断的准确率为98.0%,识别时间提高了0.9 s,说明本算法能够有效地提高火灾识别的准确性与时效性。     

感温光纤探测系统在地铁中的应用

地铁隧道空间狭长,且处于相对密闭状态,一旦发生火灾,燃烧时产生的烟雾很难通过自然排烟散发出去,极易导致火势蔓延;且浓烟积聚,给人员疏散和火灾扑救都将带来很大的困难.文章针对感温光纤探测系统关联启动环控制冷系统以及对隧道火灾探测预警做简要论述.     

PSO优化ELM在火灾探测中的应用

为提高火灾探测精度,避免标准ELM陷入局部最优,本文基于火灾特征值CO浓度、烟雾浓度、温度建构了一种基于粒子群(PSO)优化极限学习机(ELM)的火灾探测模型,通过PSO优化ELM输入层与隐含层权值以及偏置,利用最优值进行极限学习机网络训练,将训练好的网络对测试样本进行预测并验证方法有效性。研究显示,PSO-ELM的均方根误差(RMSE)为1.403%、平均绝对误差(MAE)为1.055%、平均绝对百分比误差(MAPE)为1.183%,相较于BP、GA-BP和ELM 3个模型,算法精度和泛化能力均有明显提升。同时,PSO-ELM模型训练速度更快,可以更高效地提高火灾探测能力。     

国外关于火灾初期烟气在空间内扩散的研究

分析了火灾燃烧和烟气扩散的机理，介绍了国外对火灾初期烟气扩散的研究，以及Rudiger Detzer博士对疏散通道充烟过程的时间温度曲线所进行的计算验证。通过对购物商场的火灾模化实验，得出小规模、低能释放火灾，可能导致大空间内明显地充满烟气。     

圆柱形锂电池热失控灾害行为与烟气特性研究

为研究圆柱型锂电池在不同热失控方式下所产生灾害行为及烟气组分等灾害特性参数,通过动压变温舱与 9705 热释放及烟气测试平台,以电加热触发 18650 型锂离子电池热失控反应,采集热失控过程行为特征、烟气组分与密度等参数,研究喷燃、抛燃、爆燃及炸裂等热失控行为下的灾害参数特性。研究表明,喷燃形式下烟气中碳氢化合物、CO 等易燃气体含量最高且烟雾密度较大;抛燃和爆燃形式下热释放速率较大高温危险性较高,但烟气密度及 CO、CnHx 等可燃气体含量相对较低;炸裂最为剧烈危险。     

受限空间正庚烷油池火火焰脉动频率研究

利用光电二极管接收火焰辐射光强,将光信号转换为电信号的原理,研究了受限空间内正庚烷油池火的火焰强度和脉动频率随时间的变化规律。结果表明：在一定的时间内,随着正庚烷油池火点燃后,开始一段时间内,受限空间内氧气充足,油池火燃烧强度迅速增大,当达到一定时间和强度后,由于燃料减少,受限空间内氧气不足,火焰强度开始逐渐减弱;从实验中观察到油池火燃烧前期阶段,火焰并未有波动,当燃烧一段时间后,受限空间内供氧不足,需要外界提供氧气,火焰开始波动,火焰脉动频率迅速增大,最大值达到1.5 Hz 左右,火焰脉动频率与油盘直径的拟合结果为f=1.06 D- 0.5。通过利用低成本的光电二极管实现监测受限空间内油池火火焰脉动频率,有利于受限空间内火灾探测技术发展。     

计算机数据中心液氮防灭火数值模拟

针对液氮喷淋在数据中心防灭火方面研究较少的现状,通过 FDS 对某数据中心进行火灾数值模拟,对比有无液氮灭火系统两种情况,机房内烟气蔓延、火焰控制、温度分布以及能见度等参数的变化规律。结果表明,液氮喷淋系统在控制火灾烟气蔓延方面有分散作用,可提高走道处的能见度;液氮汽化并快速分布到整个空间中,可在 500 s 内将着火点周围的温度降低到 50 ℃以下,对其他设备起到保护作用;与传统 CO 2 灭火相比,液氮灭火具有一定的优越性。     

GA优化BP神经网络在多参量火灾探测中的应用

针对BP 神经网络的随机权重和阈值稳定性不高的问题,运用遗传算法(GA)对BP 神经网络的初始权重和阈值进行优化,提出了一种基于GA 优化BP 神经网络的多参量数据融合方法以实现火灾探测,提高火灾探测准确率和模型泛化性能,并利用该模型对标准明火和阴燃火中的温度、烟雾浓度和CO 浓度进行数据融合实现火灾探测。研究显示,相较单纯BP 神经网络,经GA 优化的BP 神经网络火灾探测算法能够更快速精确地实现火灾探测,探测精度有显著改善,火灾识别准确率提高至98.84%。     

Correlations Among Signatures for Detection of Different Types of Fires

One way of overcoming the problem of false alarms encountered in a single parameter detection system due to non-fire stimulii is the simultaneous use of multiple signatures. Researchers have found significant benefits of multi-sensor detection in reducing false triggering. Appreciable interest has been expressed in using carbon monoxide (CO) or carbon dioxide (CO₂) gas sensors in combination with smoke sensors. The present study has been carried out to determine the correlation and inter-dependence between two different fire signatures like CO–OD (optical density), CO–CO₂, CO₂–OD. The signatures have been investigated using experimental measurements of a fire inside a closed compartment measuring 7 x 7 x 4.2 m. A range of fuels are used, and both smouldering and flaming combustion are examined. Attempts have been made to examine whether correlation coefficients between two signatures can form a basis of detection and be exploited as one of the components in multi- criteria fire detection algorithm. The CO/CO₂ ratio as a criterion for detector operation has also been examined and discussed in the light of existing literature and codal provisions.