倾斜导烟板对隧道机械排烟效果影响研究

摘 要：排烟口风速随着负压差增大而增大,而增大排烟口负压容易出现吸穿效应,同时由于烟气沿顶棚纵向扩散时存在水平惯性力,往往还未进入排烟口就流向其后方,使控烟效果变差。针对上述问题,在排烟口下方设计了一种倾斜导烟板（ISD）来优化排烟口处流场,增大排烟口处的负压差,抵挡排烟口下方烟气的水平惯性力并抑制吸穿效应,提高排烟效率。应用FDS模拟验证ISD对排烟效果的影响,结果表明,ISD装置能明显提高排烟口的排烟能力,当倾斜挡烟板垂直高度为600 mm时,与普通排烟口相比,流向下游的热量流量减少99.8%,排烟口下方负压增大3倍,并且对抑制吸穿现象效果明显,机械排烟效率得到提高。     

木块在小尺寸轰燃实验中的点燃及预测模型

利用小尺寸轰燃实验台对松木和杉木的点燃性能进行了研究。该实验台能够提供接近实际火灾的燃烧环境，实验具有较好的可重复性。在锥形量热计实验的基础上提出了一种新的材料热辐射引燃判据。采用实验测得的轰燃实验台上层热烟气温度的平均值，结合热辐射引燃判据计算了木材在轰燃实验台中的点燃情况。     

外部热辐射对材料燃烧性能影响的实验研究

采用基于耗氧量原理的锥形量热计对木材、PVC以及聚氨酯泡沫塑料在不同热辐射条件下的热释放速率、平均释热速率、点燃时间、CO／C02生成率和烟气的减光性等燃烧特性进行了研究。实验结果表明，不同材料表现出不同的点燃性、热释放速率及烟气生成特征，并进行了初步的理论探讨。     

基于数值模拟的矿并火灾疏散路径选取研究

针对矿井火灾中人员疏散比较困难的问题,本文通过对某矿发生矿井火灾后的情景进行数值模拟,利用FDS软件分析巷道中烟气蔓延的情况、CO浓度的变化以及人员能见度的变化情况等对人员安全疏散的影响,模拟烟气动态的流动情况,从而在错综复杂的矿井巷道中选取可以安全疏散的有效路径,对于普通的通风状态无法安全疏散的情况,可以通过采用反风的方式来阻挡烟气对于可疏散路径的影响,确保人员的安全疏散.     

矿用输送带与木材燃烧性能的对比实验研究

利用锥形量热计对氯丁胶（CR）、聚氯乙烯塑料（PVC）输送带与木材的点燃性能、热释放性能、烟气毒性和烟气的减光性等进行了对比实验研究。结果表明,木材与CR,PVC输送带相比点燃时间较长,热释放速率介于两之间,CO生成率和比消光面积较小;CR输送带的火灾危险性远大于PVC输送带和木材,但PVC输送带的CO生成率较高,对比实验为矿井火灾火源特性数学模型的建立以及矿用阻燃输送带的开发提供了基础参数。     

蒙特卡洛方法计算两区域火灾中的热辐射

为丰富两区域火灾模拟中的热辐射计算的应用,将蒙特卡洛方法与火灾两区域模拟的基本原理相结合,改进了两区域火灾模型.该模型可计算火灾场景中的烟气、顶棚、火焰、墙壁和可燃物之间的辐射换热.通过模拟同一个单室火灾的实验场景,对比了本模型与CFAST模拟及实验测量的结果.计算结果表明,烟气层温度曲线的变化趋势相同,改进模型的烟气层温度最大值与CFAST计算结果的相对误差为1.70％,与实验测量结果误差为0.67％,证明蒙特卡洛方法对火灾两区域模型的成功改进.同时,采用蒙特卡洛法的两区域模型避免了复杂火灾场景中辐射角系数求解的困难,可方便地求解出火场内任意辐射面发射和接受到的热辐射能量.     

矿井火灾中火场能见度的估算方法

从火灾烟气减光性的定义及其描述参数出发，推导建立了矿井火灾过程中风流速度、烟气中毒性气体体积浓度与火源热释放速率及能见度的关系式，并提出了矿井火灾过程中火场能见度的简单估算方法．结合输送机胶带燃烧性能的锥形量热计实验结果，计算出当火源热释放速率按断bt^2发展变化时CO，CO2的体积浓度及对应的火场能见度．另外还计算了火场能见度为5m和10m时所必需的风速．计算结果表明，利用能见度指标计算出来的通风风速可保证烟气中CO，CO2的浓度远低于人的安全极限．     

常见可燃物燃烧特性实验与数值模拟研究

基于室内常见可燃物的实际火灾危险性研究的重要性，利用锥形量热计对室内常见木材、聚氯乙烯（PVC）和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）材料在50kW／m^2辐射能量条件下的点燃性能、热释放性能、烟气毒性及烟气的减光性进行了实验研究．使用火灾区域模拟软件CFAST对单个房间内这几种可燃物的实际火灾危险性进行了对比分析，结果表明：PVC和PMMA的点燃时间低于木材，而其平均热释放速率、最大热释放速率、总释放热量、平均有效燃烧热、平均质量损失速率、平均比消光面积等指标均高于木材；PVC具有较高的减光性和CO生成率．PVC和PMMA的综合火灾危险性高于木材，而PMMA的综合危险性远高于其他几种可燃物。     

基于蒙特卡洛法的单室火灾热辐射计算

根据CFAST软件模拟简单房间着火后热烟气层温度及高度的变化情况,采用蒙特卡洛法计算热烟气层对房间地板面及地板中心1m2面积上的平均热辐射通量.计算时,分别假设烟气层的辐射能力集中于热烟气层的下表面,或烟气层为温度均匀的灰体,结果表明两种假设的计算结果相近.根据两种假设计算出的地板面上的热辐射通量,预测出室内发生轰燃的时间分别是640s和700s,与CFAST软件的预测结果665s相近.评估中引入热辐射对人体的伤害判据,其结果也可以用来估算安全疏散时间.     

PVC输送带点燃温度判据及应用

利用锥形量热计对800S PVC整芯阻燃输送带的点燃性能进行了实验研究；在实验数据的基础上,采用传热模型计算出实验时输送带的点燃温度,其平均点燃温度为384℃．利用此温度判据,对输送带在实验巷道中火焰蔓延情况进行了数值模拟．计算结果表明,在小尺寸实验巷道中,1m/s的风速条件下,600 s时间内火焰在输送带表面上蔓延的长度约为0．3 m．