空气幕对隧道火灾烟气蔓延影响数值模拟

设置火源功率为20 MW的公交车起火的火灾场景,利用FDS模拟的方法对比分析有、无空气幕时隧道内火灾烟气蔓延情况,包括烟气浓度、温度、能见度和流速等参数的变化,研究空气幕对隧道火灾烟气蔓延特性的影响。结果表明,火源两侧设有出口射流方向朝下、射流速度为15 m/s的空气幕时,火灾烟气可较好地受控于这两个空气幕形成的区域内。     

空气幕对列车车厢火灾烟气的影响规律研究

为研究防烟空气幕对列车车厢火灾烟气的影响规律,建立了CRH2A动车组一节车厢的内部模型,利用FDS模拟软件对列车车厢火灾时期的烟气流动规律进行数值模拟.依据给定火灾场景下烟气水平运动速度设置空气幕水平切向速度,通过改变空气幕安装角度,研究车厢内部火灾时,在空气幕作用下车厢空间各区域烟气层高度的变化,温度及CO浓度的分布...     

地铁火灾空气幕挡烟效果数值模拟

分析采用空气幕阻挡地铁楼梯口烟气蔓延的可行性和有效性。采用CFD模拟不同空气幕出口速度、出口角度以及来流烟气温度对空气幕挡烟效果的影响。结果表明,设定火灾场景下,空气幕出口速度为4.2m/s、出口角度为15°~45°时,可以对一定温度范围的烟气进行有效阻挡,但是挡烟失败后,烟气对人员疏散的危险性会增加。另外,烟气温度也会影响空气幕的挡烟效果。     

基于正交分析的空气幕特征参数设置研究

为了研究空气幕不同参数设置对烟气控制的影响,利用FDS软件,以沈阳市某地铁站为原型,建立了火灾烟气运动模型。运用正交设计的方法分析空气幕射流速度、射流角度、射流厚度及射流气体含湿量四个因素影响空气幕防烟效果的主次关系,得出了最佳模式的空气幕参数设置组合,并给出实际工程中空气幕的建议设置参数。最后,通过与挡烟垂壁的控烟效果对比,得到空气幕可以对烟气进行高效控制的结论。     

空气幕在高层建筑楼梯间防烟中的应用

为有效阻挡烟气,空气幕倾角角度必须大于零度.以公式说明了空气幕可以阻挡烟气的条件.某大厦50 m以上(13～22 F)疏散楼梯前室及合用前室入口处设置两台气幕机.通过CFD模型模拟计算空气幕保护下疏散楼梯前室及其附近的火灾烟气扩散-流动过程,火源最大功率为1.15 MW,火灾增长系数为0.08 kW/s2.机械排烟排风量取6 500 m3/h,空气幕出口风速为11 m/s,最大流量为2 350 m3/h.模拟结果120 s后烟气开始进入前室.将排烟量增加到12 500 m3/h,则烟气不会进入防烟前室.     

高层建筑火灾烟气控制模式的数值分析

根据我国现有高层建筑所采用的主要防排烟方式,采用CFD的方法完成了火灾时烟气的不同控制模式的模拟,并对不同的防排烟模式的模拟结果进行比较.结果表明当采用走道排烟加前室门设置空气幕或前室和楼梯间的加压防烟时,其烟气空气效果基本一致,均不能满足整个建筑的安全疏散时间的要求,但空气幕防烟较加压防烟所需新鲜空气量更少,能有效防止火灾的进一步扩大和控制烟气扩散.当采用空气幕加前室或楼梯间加压的组合防烟时,能较好的控制烟气的扩散,满足安全疏散时间的要求,即可以用空气幕和加压的组合来代替传统的前室和楼梯间加压的防烟方式.本文的研究成果可以为合理的设计高层建筑火灾时烟气的控制方式提供了一定的理论依据.     

防烟空气幕在隧道火灾中的试验研究

为研究防烟空气幕在隧道火灾中的挡烟效果,在应急管理部四川消防研究所隧道试验基地开展了一系列1 MW和2 MW的全尺寸火灾试验,分析了隧道内温度以及氧气的分布情况。试验结果表明:防烟空气幕能有效控制烟气蔓延;火源功率越大,火源附近氧气体积分数越小;空气幕出流风速越大,隧道内氧气体积分数越大,聚积在火源上方顶棚处烟气量越少,顶棚处温度越低。     

防烟空气幕二维数学模型

通过分析高层建筑火灾时引起烟气流动的因素 ,建立了烟气流动的二维流场数学模型 ,运用流函数的叠加原理 ,在实验研究的基础上 ,推导了高层建筑火灾时防烟空气幕流量、吹风口宽度和吹风口的射流速度的计算模型     

地铁站火灾烟气扩散控制模式的数值模拟

提出了在楼梯口采用防烟空气幕来代替挡烟垂壁及速度不小于1.5m/s向下气流的烟气控制模式。建立了双层地铁车站的物理模型,采用CFD方法模拟比较了4种烟气控制模式的控制效果。结果表明,在楼梯口设置防烟空气幕不仅可以保证人员6min以上的安全疏散时间,而且减少了所需新风量,可以有效阻止火灾的进一步扩大和控制烟气扩散。     

空气幕-顶部排烟系统控烟排烟有效性的研究

在火源两侧设置两道空气幕能有效阻隔火灾蔓延和烟气扩散。为了探明低射流风速下空气幕在点式集中排烟隧道内对火灾特征参数的影响,通过FDS研究了不同排烟量、射流速度和射流角度下隧道内烟气蔓延、温度分布和排烟效率的变化。结果表明:当HRR为30 MW时,射流速度至少应不小于2.5 m/s才能保证空气幕的隔烟作用;当射流速度在2.5 m/s以下时,射流角度越大空气幕的隔烟效果越差,这明显不同于射流速度较大的情形;空气幕能很容易地将空气幕外的温度控制在40 ℃以下,射流角度对逃生区域的温度分布影响不大,主要影响火羽流的分布;相同射流角度下排烟量越大排烟效率先升高后减小,而相同排烟量下随着射流角度的增大排烟效率逐渐减小;对于30 MW的火灾规模,推荐的控烟方案为:射流速度为2.5 m/s,排烟量为120 m³/s。     

火墙式火炕炕体传热特征及内部烟气流动特性实验研究

火炕是目前我国北方地区解决农村采暖问题、优化能源消耗结构和提高室内热环境的一种有效方式。本文以火墙式火炕为研究对象,采用实验研究的方法,分析了火炕内部烟气温度分布、烟气物理性质、烟气流动特性,以及烟气和火炕本体热量分布,为火墙式火炕的进一步优化设计提供了依据,同时也为低流速下烟气流动换热的研究提供了参考。实验结果表明,火炕内部烟气温度主要分上、下两层,烟气质量流速维持在0.05～0.065kg/s,烟气所带热量的60%～80%传给了炕体本身,炕本体效率可高达80.5%。存在的问题是排烟损失和通过火墙正下方地面的热量损失较多,火墙式火炕的结构有待于进一步的优化。     

酒店中庭自然排烟方式的数值模拟

分析青海某庭院式酒店中庭区域的烟气蔓延,通过模拟得到排烟口高度处烟气层内热流、质量流、体积流随时间变化的情况,分析建筑自然排烟系统的有效性,并对比排烟口布置位置对排烟效果的影响。通过计算得出排烟窗面积为内庭院面积的10%时能够保障建筑的消防安全。在4.0 MW的火源功率下,火源稳定之后150s左右烟气层稳定在30～32m高度处;自然排烟口位于庭院中心处的排烟效果优于排烟口位于四周。     

建筑开口流量系数及其对火灾烟流的影响

在高层建筑火灾试验塔上测试了典型门、窗不同开度时的流量系数。该系数可用于火灾烟气流动预测计算,也可用于压送风量及一般建筑通风换气计算。同时,运用建筑物火灾烟气流动性状预测计算软件,分析了门窗开度及流量的系数对火灾烟流的影响。     

基于“准室外空间”的超大空间烟流数值模拟

针对超大空间建筑体积均大于一般大空间的特点,引入"准室外空间"的概念,并以成都海洋馆为例数值模拟自然排烟模式下超大空间的烟流规律。结果表明,超大空间体蓄烟纳热能力强,烟气分层明显,烟气层一直维持在人员活动面之上,人员疏散过程中所处环境与室外条件类似,达到了"准室外空间"的要求。     

室内火灾烟气流动随机性研究述评

评述了目前国内外室内火灾烟气流动随机性研究的现状、室内空间火灾烟气流动随机性的基本原因、影响烟气流动随机性的因素以及这些因素的影响机理等.     

Smoke flow bifurcation due to opposing buoyancy in two horizontally connected compartments

We consider two horizontally connected compartments with four openings and one compartment on fire; the height of one compartment is fixed, while that of the other varies. A simple small-scale experimental study using air was performed to demonstrate the existence of two stable flow solutions at the same height ratio. Moreover, a macroscopic zonal model is used to theoretically analyze smoke flow direction and smoke mass flow rate. Under different ranges of height ratio, four patterns of smoke flow are identified and studied. One of the solutions is unstable, while the other three solutions are stable, as shown by nonlinear dynamic analysis. Therefore, two stable solutions of smoke flow exist at the same height ratio and ambient conditions when the height ratio is larger than a critical value, and the critical value is shown to be a transcritical bifurcation point. The implications of smoke flow bifurcation on smoke control in an atrium or building with a stairwell are also discussed.     

某地铁车站热烟实验研究

在某地铁车站站厅和站台开展热烟实验,研究烟气流动情况,测量火灾时羽流及距离地面2 m高度处顶棚温度变化情况,在此基础上评价其排烟系统性能。结果表明,该车站内烟控系统能达到排烟目标;采用人员疏散出入口作为自然补风口,可避免烟气对疏散出入口的侵袭;在已建成建筑内采用受控的火源和烟源,用热烟实验方法可模拟真实火灾场景并测试排烟系统性能,也可以作为验证和评估大型复杂建筑内防排烟设计的手段。     

The development of axial flow fans for the venting of hot fire smoke

From an investigation into the technology of calculating ventilation rates to testing and certification, the paper outlines the development of axial flow fans for the venting of hot fire smoke. It deals with an installation effect that in most cases will never arise, but nevertheless is assuming increasing importance in fan system design, that is, the response of the system to the emergency conditions that arise in the event of a fire.While at one time the natural reaction was that a fire is best dealt with by depriving it of oxygen, now the maintenance of air flow is considered essential for two basic reasons: (1) To keep escape routes clear of smoke and thereby facilitate the safe evacuation of occupants and (2) to assist the fire brigade by enabling them to find the seat of the fire on arrival at the site and by preventing or limiting the phenomena of either flashovers, which can occur when the smoke temperature reaches 600°C, or backdrafts, which result from a build-up of carbon monoxide in the hot smoke.This paper is reproduced from the proceedings of the Conference on Installation Effects in Fan Systems, 1990, by permission of the Council of the Institution of Mechanical Engineers, London, England.     

隧道长度对烟气分布影响数值模拟

采用数值模拟方法,研究隧道长度对火灾烟气质量流量及烟气层厚度的影响。隧道长度分别设定为100,200,300,400,500 m。结果发现：设定条件下,烟气蔓延距离大于200 m时,烟气沉降明显,烟气质量流量和厚度呈现先增大后变小的趋势;烟气层下方存在诱导气流,二者之间的剪切作用共同影响烟气质量流量和厚度的变化;200 m范围内,诱导气流的速度随着与火源距离的增加而增大,主要是由于烟气层温度较高,浮力效应较强,从而卷吸下层冷空气,导致烟气质量流量和厚度增大,下方诱导气流空间减小,导致速度增加;200 m范围外,烟气层温度大幅降低,浮力效应减弱,诱导气流惯性力在二者剪切作用下占据主要作用,从而卷吸上层烟气,导致烟气质量流量和厚度减小。     

地铁长隧道排烟道代替部分中间风井方案烟气特性研究

长区间隧道的防排烟系统设计通常是设置中间风井,但中间风井的设置容易受到多方面因素制约,可采用拱顶排烟道代替部分中间风井。为验证并拓展拱顶排烟道代替方案可行性,通过理论分析了3种排烟道设置方案对应的烟气控制方式。基于广州某区间地铁,通过数值模拟对排烟道设置方式进行验证,得到不同条件下3种排烟道设置方式控制烟气效果对比,结果表明：单侧送风1.6 m/s且排烟量为140 m3/s时基本可以控制火灾位于中间通风区段时烟气的排出。当火灾位于靠近风井或排烟口下方时,送风风速1.4~1.6 m/s、排烟量140~150 m3/s可有效控制烟气。证明了排烟道代替部分中间风井的可靠性,拓展了该方案的适用性。