T型地下综合管廊电缆火灾数值模拟

针对特殊结构的T 型地下综合管廊,运用FDS 软件模拟不同火源位置及风速条件下管廊内电缆火灾的蔓延情况,分析火灾发生后管廊温度场以及烟气蔓延情况。对T 型管廊内不同位置处起火的火灾危险性进行排序,得到管廊内部风速为1.5m/s 且电缆处于稳定燃烧期时,交叉口处的烟气层高度最低,发现T 型交叉口处的烟气特性,为T 型地下综合管廊消防设计提供参考。     

防火分隔及排烟措施对综合管廊电缆火灾烟气蔓延的影响

以某综合管廊为研究背景,利用PyroSim 模拟软件建立的仿真计算模型,研究了设立挡烟垂壁、改变防火门开启程度、增设排烟设施等情况下的烟气蔓延规律。研究发现：在烟气未充满管廊时,挡烟垂壁会使烟气蔓延速度降低,烟气蔓延速度与挡烟垂壁高度成反比;防火门打开会使火灾烟气蔓延至相邻防火分区,烟气蔓延速率与防火门开启程度成正相关;机械排烟设施会使烟气蔓延速度显著降低,最高降低约50%,当烟气完全充满整个管廊时,会显著降低综合管廊内烟气浓度,烟气层温度最高降幅32 ℃,能见度最高增加了66%。通过对综合管廊内烟气蔓延的研究,探寻防治综合管廊烟气蔓延的最佳措施,为综合管廊烟气防治的实际工程应用提供参考。     

风速影响下综合管廊烟气运动规律探究

类比应用地铁隧道火灾的相关理论,分析在有风情况下,城市地下综合管廊火灾烟气的蔓延情况。通过对管廊火灾形式的调查发现,管廊火灾以电缆火灾为主。利用小尺寸模型和数值模拟两种手段对有风情况下的管廊火灾进行研究。结果表明:管廊火灾临界风速基本符合烟气逆流长度经验公式;管廊烟气蔓延过程可以分为三个过程,宏观上可以认为管廊烟气蔓延是一维蔓延过程;随着蔓延距离的增加,烟气的蔓延速度逐渐降低,并在距离火源30 m处出现拐点。     

注氮方式对综合管廊液氮灭火效果影响实验研究

为了研究综合管廊内液氮的灭火效果,搭建了一个缩尺寸综合管廊液氮灭火实验平台,通过分析注入管廊后的液氮与火焰相互作用以及火源附近温度和氧气浓度的变化来研究液氮的灭火效果。结果表明：液氮的灭火过程是冷却降温和隔氧窒息共同作用的结果,其中隔氧窒息占主导作用。同时,液氮释放距离越长,灭火时间越长,液氮对火源的抑制效果越弱,但对火焰区域的气体扰动越强,0 m处注氮较4 m处注氮灭火效率提升49%。此外,当液氮释放距离在一定范围内时,垂直注氮的灭火效能优于水平注氮,0 m处垂直注氮灭火效率较水平注氮提升18.7%,随着液氮释放距离的增加,二者的差距逐渐减小。因此,精准探测火源位置,优化注氮方式,可达到最佳的灭火效果。     

综合管廊内防火隔板对电缆火蔓延的影响

以苏州城北路综合管廊标准段为参考建立FDS全尺寸火灾数值仿真模型,模拟分析综合管廊电力电缆舱室发生火灾时的火势发展形势、温度分布。在管廊左、右两侧设置了4层电缆,分有、无防火隔板两个场景研究防火隔板对火势发展及温度分布的影响。结果表明：未设置防火隔板时,管廊内发生火灾时火势的发展方向首先以横向蔓延为主,顶部电缆随着火势的扩大及烟气聚集传热发生燃烧最后向管廊的其他区域蔓延。设置防火隔板后,竖向火的蔓延时间延缓了约40%,管廊内最高温度降低约18%。     

综合管廊电力舱火灾特性试验研究

建造100 m×3 m×3 m的综合管廊模拟火灾试验平台,针对因电缆接头发生故障而局部起火燃烧的工况,设计交联聚乙烯作为燃料的模拟电缆火源模型和引燃方式,通过火灾试验研究电力电缆在综合管廊内的火灾特性规律。分析管廊内不同位置的温度变化、氧气体积分数变化,总结电力舱起火燃烧的4个阶段的火焰蔓延规律、温度变化规律以及氧气对燃烧状态的影响规律,为消防技术在综合管廊内的工程应用提供指导。     

综合管廊电缆舱灭火系统效果研究

针对某综合管廊的电缆舱室,采取全尺寸实验和数值模拟结合的方法,探究综合管廊内电缆舱的火灾特性,对比分析干粉灭火系统和高压细水雾灭火两种灭火系统的灭火效果.将火源功率为0.7 MW的乙醇火设置于电缆架底部,观察火灾发展和烟气蔓延情况,分析电缆舱火灾特性;对比两种灭火系统开启后管廊内的温度和烟气变化规律,分析灭火效果.在实...     

地下综合管廊火灾蔓延及探测实验研究

通过搭建1∶1模拟管廊实验平台,开展了管廊电力舱的火灾蔓延动力学模拟实验和探测方法验证实验。对比分析了感温电缆火灾探测器、点型感烟火灾探测器、分布式光纤感温火灾探测器、图像型火灾探测器的有效性、可靠性及适应性。实验研究认为,地下综合管廊电力舱上部空间受限,电缆燃烧多为不完全燃烧,热量和热烟气快速聚集,热烟气是火灾后期蔓延的重要因素。分布式光纤感温火灾探测器和图像型火灾探测器对电缆火灾有很好的探测效果。     

综合管廊电缆燃烧烟气温度实验研究

为研究综合管廊内电缆燃烧烟气温度特征,建立了1∶3.6小尺寸综合管廊模型,进行电缆火灾燃烧实验,对温度数据进行分析。结果表明:火灾烟气温度存在纵向衰减,且距火源越近处衰减速度越快;电缆水平燃烧蔓延速度约为0.023 5 m/min;与火源同一横截面、距火源0.3 m处垂直方向上烟气温度呈现出明显的跳跃现象;与水平方向夹角45°处是弧度方向上烟气温度由低温向高温的过渡位置。应加强综合管廊内上部结构的抗火性能以及与水平方向夹角45°及以上区域的防火设计。     

110 kV高压电缆着火过程数值模拟研究

为了研究综合管廊局部空间内电缆接头内热源作用下的着火过程,通过运用数值模拟软件FDS 三维传热和热解模型对110 kV 高压电缆接头着火过程建模分析。研究了内外热源对电缆着火过程的不同影响,分析了不同运行状态下的温度分布情况,对比了不同缆芯材料的热传导作用对电缆着火过程的影响。结果表明,正常运行和短时过载状态下,电缆的火灾危险性很小,但长期过载和接头故障则会大大提高电缆的火灾危险性;不同于外部火焰由外向内对电缆的直接点燃,内热源作用下电缆的引燃需要较长时间的升温过程和热传导过程;相同条件下,铝芯电缆在着火时间,HRR 峰值及火灾发展速度方面都大于铜芯电缆;缆芯材料较强的热传导性能可以显著降低电缆内部热量聚集的速度,降低火灾发生的几率;提出了适用于内热源条件下的电缆燃烧驱动形式,即随着时间的推进,电缆燃烧过程从最初的内热源驱动阶段逐渐过渡到内热源与火焰共同驱动的阶段。     

管廊风速对细水雾系统灭火效果影响研究

建立等比例综合管廊数值模型,采用FDS模拟了通风风速为0、0.4、0.8、1.2 m/s下电缆舱着火工况的细水雾灭火效果,分析风速对灭火效果的影响以及纵向通风与细水雾共同作用下的烟气蔓延情况。结果表明,随着通风风速的增加,尽管管廊内部的含氧量增加,但火源及正上方温度下降,很大程度上减缓了火源竖向发展趋势。研究结果证明了高压细水雾灭火系统的有效性。城市综合管廊采用细水雾系统时,施加不高于1.2 m/s风速的通风气流对细水雾灭火更为有利。     

火源及通风对地下综合管廊火灾的影响

利用PyroSim软件建立一段L型综合管廊模型并进行火灾数值模拟,并运用Origin软件对温度进行分析,研究了火源特性（火源位置和火源功率）及通风条件（风速和风向）对管廊烟气蔓延及温度变化的影响。结果表明,当火源位于管廊中部且功率大时,高温且有毒烟气能够在更短的时间内充满整个管廊,火灾危险性大;风速过大会造成大量的烟气在拐角处积聚,排烟的效果不与风速成正比。     

汕头海湾隧道消防减灾设计研究与应用

以汕头海湾隧道工程为依托,通过调研相关规范和工程实例、同步开展火灾实验和数值模拟分析,对消防减灾设计中的火灾规模、控烟排烟模式、自动报警及消防灭火措施等几个关键技术难题进行了应用研究。结果表明,当隧道设置自动灭火系统时,即使隧道允许货车拖车通行,火灾规模也可按50 MW进行设计;当隧道采用集中排烟模式时,隧道顶板温度低于900 ℃,烟气蔓延范围小于300 m,温度影响范围为火源两侧10 m,能见度影响范围为火源两侧5 m,CO体积分数小于临界危险值5×10-4,疏散环境良好;当隧道设置两种不同的火灾探测器时,60 s内可完成报警,水下长大隧道应设置消火栓、灭火器和自动灭火系统,优先采用泡沫-水喷雾联用灭火系统,消防时3个灭火分区同时动作。     

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。     

机械排烟下高压细水雾对地下商场火灾灭火效果的数值模拟

运用 FDS 模拟在特定机械排烟量下地下商场发生火灾时,观察不同细水雾喷头间距对火场烟气的控制影响。分析得到,在5 MW火灾功率下,排烟量60 m^3/（h·m^2）时,喷头间距2.0 m灭火效果较好,对大空间消防设计中喷头间距3.0 m更经济。     

大流量液氮泡沫灭火装备在化工园区的应用研究

介绍了液氮泡沫灭火技术原理,研究了液氮泡沫发泡倍数、析液时间、微观状态等,搭建了泡沫长距离输送管路系统,研究了液氮泡沫的长距离输送性能,通过多尺度储罐灭火实验验证了液氮泡沫灭火能力。实验表明：液氮泡沫的气泡直径在20~50 μm,气泡直径相对均匀;发泡倍数在7~8,25%析液时间在3~5 min。液氮泡沫可在消防带内输送1 000 m,无析出分层,泡沫性能保持不变。液氮泡沫较压缩空气泡沫的灭火能力提升1.6倍以上,较吸气式泡沫的灭火能力提升2.5倍以上。该大流量液氮泡沫灭火系统可用于扑救大型储罐火灾、地面池火、流淌火及大型生产装置立体火灾等。     

采用气体灭火系统场所的排烟问题探讨

从工程实际出发,针对符合气体灭火和排烟规范双重要求的特殊场所,详细分析了包括给排水、暖通、弱电等专业相关规范的具体要求.指出了在具体实施中,依照现有规范同时设置气体灭火和排烟双重系统所存在的问题,对当前的设计现状进行了总结并给出了建议.