纵向风速对隧道细水雾灭火效果影响探讨

摘 要：为了探究细水雾和纵向通风共同作用下隧道内烟气运动情况,确定配置有细水雾灭火系统的隧道最佳通风策略。采用FDS建立了隧道细水雾数值模拟模型,分别计算了不同纵向风速情况下隧道内温度、有害气体浓度及辐射热通量的变化情况。结果表明：30 MW火灾规模下,烟气层在火源上风向15 m的喷雾区开始出现逐渐层降,烟气层下降至2 m以下;至300 s灭火结束时,上风向150 m内,烟气层全部下降至2 m以下。故火灾发生5 min后,人员疏散距离应大于150 m。对比相同通风风速下（1 m/s）细水雾施加前后辐射热通量变化情况得出,开启细水雾灭火系统25 s后,火源下游5 m处热辐射强度由6 kW/m2降至0。建议开启细水雾灭火系统时尽量保持隧道内1 m/s的通风风速。     

细水雾对综合管廊火灾烟气影响研究

通过实体实验及FDS数值模拟研究细水雾对综合管廊火灾烟气的影响规律。实验采用支线综合管廊,尺寸为12.0m×2.5 m×2.9 m,两端开口,风速0 m/s。实验结果及模拟结果表明:细水雾能有效降低管廊顶棚温度,火源正上方降温效果最明显;但细水雾作用会增加管廊顶棚烟气浓度和管廊内空气流动速度,降低烟气扩散高度,并使管廊内出现空气回流现象。     

通风与细水雾耦合灭火机理实验研究

分析细水雾与火灾的传热机制。在尺寸为6.0 m×1.5 m×2.0 m的隧道模型中部放置0.25 m×0.20 m×0.05 m的油盆,进行柴油池火灭火实验,分析排烟模式、工作压力、通风风速对细水雾灭火的影响。结果表明,细水雾+顶部排烟耦合系统的灭火时间最短,细水雾压力增加有利于抑制灭火初期的强化燃烧现象。6 MPa、12 L/min细水雾作用下,纵向排烟风速不宜超过0.5 m/s,其灭火机理主要为对热辐射的衰减作用;顶部排烟风速可以达到1.0 m/s,其灭火机理主要为对火焰的冷却作用。10MPa细水雾灭火时间受1.0 m/s以下风的影响可以忽略不计。15 MPa细水雾灭火时间受1.5 m/s以下风的影响可以忽略不计。10 MPa及以上压力细水雾耦合通风系统的灭火机理为火焰冷却及热辐射衰减的综合作用。     

环境风速及喷头角度对管廊高压细水雾灭火效果的影响

采用火灾实体试验的方法,研究高压细水雾系统在综合管廊灭火过程中的温度变化,并考察环境风速、喷头安装角度对灭火效能的影响。结果表明:实验标准试验工况下,火源上方两层电缆温度最高,可达到660℃以上。灭火系统启动194 s后,火源及上方桥架不同层的温度均能降到50℃以下。当有一定的环境风速时,试验管廊空间火源及其上方温度低,且灭火后降温速度也快。垂直安装的喷头更有利于火灾后温度的下降。     

基于综合管廊火灾特性的细水雾灭火系统应用研究

综合管廊电力电缆舱室具有较高的火灾危险性,一旦发生火情,极易酿成重大火灾事故。笔者研建了综合管廊实体火灾试验平台,开展了不同工况条件下的细水雾灭火系统局部应用与全淹没应用灭火试验研究。研究表明,对于综合管廊电力舱,细水雾灭火系统宜采用全淹没灭火方式;若需采用局部应用灭火方式,应对着火分区与相邻分区同时喷射细水雾,并保证一定的灭火区间长度和喷雾强度。灭火过程中,通风排烟系统与门窗洞口严重影响细水雾灭火性能,火灾时应及时联动关闭;全淹没应用时,适当增大系统喷雾强度,是保障细水雾高效能灭火的关键。     

综合管廊高压细水雾自动灭火系统设计探讨

近年来我国各城市各地区的综合管廊建设迅速发展,但是对于综合管廊自动灭火系统的选择和设计做法不一。结合四川省成都市环湖路综合管廊工程,对自动灭火系统的设计思路、基本方法、设计原则进行了分析,研究了气溶胶灭火系统、超细干粉灭火系统、细水雾灭火系统及高压细水雾灭火系统等在综合管廊中的适用性,对环湖路综合管廊这种典型综合管廊自动灭火系统设计进行了探讨,提出了综合管廊高压细水雾自动灭火系统的设计方案。     

海底公路隧道火灾数值模拟

利用FDS对某海底公路隧道进行研究,分析典型火灾条件下,纵向通风对热烟气逆流距离、隧道顶部温度以及隧道内横通道风流变化的影响。结果表明,在0.25 m/s的火灾初期通风条件下,热烟气逆流距离和火源附近拱顶温度超过安全临界温度的范围随火灾规模增大而增大;在3 m/s的灭火期通风条件下,两者随着纵向通风风速增加而减小;隧道内横通道风速先增大,后减小。     

电缆廊道细水雾灭火系统有效性对比分析

针对某城市综合管廊电缆廊道的示范段,建立FDS模型,分析在不同的空间结构、火源位置、环境气流速度下低、中、高压细水雾灭火系统的有效性。研究结果表明,空间结构较大时温度峰值更低;不同火源位置温度分布略有不同;机械通风速度越大,温度峰值越高,变化幅度越大,在细水雾作用下达到稳定燃烧的时间越短;高压细水雾在喷头动作后更能够有效地控制温度,降低温度峰值,减少稳定燃烧的时间。     

城市地下综合管廊灭火系统试验

GB 50838-2015《城市综合管廊工程技术规范》中规定,综合管廊中容纳电力电缆的舱室应设置自动灭火系统,但未明确要求采用何种自动灭火系统及具体设置参数,对灭火系统选取的研究也大多停留在理论对比分析层面。通过综合管廊实体火灾试验对比,分析了干粉灭火系统和细水雾灭火系统在管廊内的适用性,认为对于地下综合管廊电力舱,细水雾灭火系统的综合灭火效果好、性价比高、具有良好的电气绝缘性,相比于超细干粉灭火系统有明显优势。     

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...     

Experimental study of water mist fire suppression in tunnels under longitudinal ventilation

This paper studies water mist fire suppression under different longitudinal ventilation velocities in tunnels by small-scale experiments. After a scaling study, two mist nozzles are used for suppressing crib fires under 5 ventilation speeds. The result comes out that fire suppression process can be divided into three stages including flame unitary restraining stage, surface flame extinguishing stage and inside flame suppression stage. Several factors influencing efficiency are investigated. When the interval between mist nozzle and fire source enlarges, the relationship curve between fire suppression time and ventilation velocity shows a ‘V’ figure. The best ventilation speed exists. Following the rules summarized, a coupling system of water mist and ventilation may increase fire suppression efficiency remarkably.     

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。     

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。     

纵向通风与侧壁开口竖井自然排烟协同作用下烟气运动模拟

为探究山岭隧道火灾烟气运移特性,采用数值模拟的方法,选取两种典型火源功率(20 MW及50 MW),分析不同纵向风速下火源位置对隧道顶棚下方沿程温度分布规律、烟气运移速率及竖井内烟气质量流量的影响规律.研究结果表明,纵向风速低于3m/s时,不同火源位置时,火源上游沿程温度均随纵向风速增加逐渐降低,而下游沿程温度随纵向风...     

液氮及排烟共同作用扑灭电缆火灾有效性研究

城市地下综合管廊电缆火灾危险性极大。运用FDS软件模拟液氮和机械排烟共同作用、仅有机械排烟以及无液氮和机械排烟3 种工况下,综合管廊内部电缆火灾蔓延情况。分析火灾发生后综合管廊内部烟气蔓延及温度分布,发现液氮和机械排烟的共同作用能迅速扑灭火灾从而减小由于发生火灾造成严重后果的危险程度。分析不同的注氮速度和机械排烟速度对扑灭综合 管廊电缆火灾的影响,发现适当增加注氮速度和排烟速度有利于扑灭电缆火灾。     

原木楞堆细水雾灭火过程数值模拟

采用FDS模拟对原木楞堆细水雾灭火过程.通过分析雾滴直径、喷雾速率和喷头与楞堆顶面距离不同情况下楞堆燃烧周围温度的变化规律,选定了贮木场楞堆细水雾化灭火系统的合理参数.模拟结果表明,雾滴直径在100～150 m、喷头与楞堆顶面距离约5m时,细水雾灭火系统的灭火效果最好;雾滴速率为30～70 m/s时对灭火能力的影响不走,在设计细水雾灭火系统时可不予考虑.     

城市综合管廊电力舱通风量及阻力研究

为保障城市综合管廊电力舱安全运营,采用实验与数值模拟两种方法对其通风时风量与阻力进行研究。选取某城市综合管廊电力舱3个防火分区作为实验区域,通过对防火隔断的控制,形成3个不同长度的实验区域,对实验区域内的断面风速与断面之间压差进行测量。利用FLUENT软件进行模拟计算。结果表明：管廊内沿程阻力远小于局部阻力;当风速达到一定值后,管廊内沿程阻力系数与局部阻力系数为定值;城市综合管廊存在较多支线,存在漏风现象,通风分区长度不宜超过400 m;对综合管廊电力舱阻力进行研究时,实验法与数值模拟法的计算结果基本吻合,且数值模拟法可以研究更多工况。     

水喷雾与泡沫喷雾灭油池火实验特性对比研究

通过自主搭建实验平台开展灭换流变压器油池火实验,对采集到的雾流密度、温度、热流、热成像等数据进行分析,得到水喷雾和泡沫喷雾系统的灭火特性,对比得出两灭火系统的灭火效率差异.结果表明:水喷雾与泡沫喷雾灭火所用时间为190、100 s;水喷雾灭火系统与泡沫喷雾灭火系统最终热流值分别降低至0.0059、0.0047 W/m2...