有限开口竖井内火灾热流场特性与三区域模型

为研究不同开口条件下竖井内火灾热流场特性,并构建其适用的理论模型,在1.5 m(长)×1.0 m(宽)×8.0 m(高)的实验竖井内进行了不同火源热释放率和开口条件的火灾实验。火源为直径分别为0.16、0.20、0.26 m的汽油油池火,共进行9种工况的实验,结合数值模拟对竖井内温度场特性进行分析。研究发现:在一定火源条件下,竖井内的温度场并非均匀分布,且靠近火源的底部并非都是高温区域,而是表现为三个温度区域的特性。由此建立了底部单侧有限开口竖井内火灾热流场三区域模型,并推导了中性面高度的计算表达式。     

有限长度倾斜通道内火灾近上壁面区域温度特性

为了掌握有限长度矩形倾斜通道内发生火灾时,通道内近上壁面区域内的热烟气在自然对流作用下的运动特性,在搭建的倾斜矩形短通道火灾实验台上分别以甲醇、乙醇和丙醇作为燃料,在通道倾斜角度为0°、3°、6°和9°时进行了火灾实验,测量了通道内近上壁面区域的热烟气温度分布情况,确定了倾斜短通道内近上壁面区域无量纲温度随无量纲距离的变化规律,并在水平通道温度变化公式基础上,通过对实验结果拟合得到了通道上、下游温度衰减系数随倾角的变化公式。     

小尺寸竖井内羽流前锋上升时间试验研究

为得到竖井火灾中羽流前锋上升时间,搭建了小尺寸竖井火灾试验台,测量了两端开放竖井火灾和底部封闭竖井火灾中温度分布.当热电偶温升达到15℃时,确定为烟气羽流前锋到达该处,在此条件下,得到了两端开放竖井与底部封闭竖井中羽流前锋上升时间半经验公式,分别为t=8.96Q.-5/4z1/2和t=15.46Q.-3/4z4/3.在相同火源及竖井尺寸条件下,开放竖井中羽流前锋上升速度远高于底部封闭竖井中羽流前锋上升速度.试验结果可为安全工程设计提供参考.     

竖井内羽流上升驱动力实验分析

为得到竖井内烟囱效应与浮力对羽流上升造成的影响,搭建了小尺寸竖井火灾实验平台,测量了不同燃料、不同油池尺寸条件下两端开放及底部封闭竖井内温度分布,对各驱动力进行了理论分析.结果表明:两端开放竖井内火灾热烟气上升受到烟囱效应与自身浮力的共同作用,且烟囱效应驱动力占主导;底部封闭竖井内热烟气上升仅靠自身浮力作用;两端开放竖井内烟气受到向上的驱动力更大.在相同火源及竖井尺寸条件下,两端开放竖井内向上驱动力与底部封闭竖井内向上驱动力的比值随油池直径的变大而增大,平均斜率为0.32.