巷道火灾密闭过程烟气温度预测的GA-SVM模型

为了实现矿井巷道发生火灾时对灾变区域的快速封堵隔离和有效控制,避免火灾应急处置过程中有毒害烟气和高温蔓延对作业人员造成威胁,本文采用实验测试和数值分析相结合的方法分析火灾密闭过程烟气温度.通过建立相似比为1∶10的缩尺寸巷道火灾灾变特性测试实验台,对12.65,18.97,24.30 kW三种火源功率下,模拟巷道进风侧封堵比率分别为0,25%,50%,75%,100%的五种实验条件下的顶棚烟气蔓延及温度变化特性进行测试;基于实验测试过程中O₂,CO,CO₂与烟气温度之间的核密度关系,建立了遗传算法优化支持向量机的(GA-SVM)温度预测模型,对巷道火灾烟气温度进行了预测.结果表明:火灾烟气与气体产物之间存在明显非线性映射关系,不能通过简单的线性模型表征,根据遗传算法对SVM模型寻优的预测误差分析指标(平均绝对误差E_MAE<6.237 2℃,平均绝对百分误差E_MAPE<6.723 4%,均方根误差E_RMSE<9.117 3,确定系数R²=0...     

巷道火灾对通风系统影响的全尺寸实验与模拟

井下巷道火灾会改变通风系统正常运转而威胁矿井安全生产,为了探索巷道火灾对整个矿井通风系统的影响,开展全尺寸巷道实验,并结合数值模拟对U型工作面进风巷火灾特点进行研究.结果表明:该火灾燃烧状态为燃料控制型,但在火灾初期产生了较高的CO浓度,这主要与皮带的特殊燃烧行为有关;烟气温度纵向衰减不具有连续性,每次烟气撞击转弯端墙...     

FDS在电缆隧道火灾中的应用

为获取电缆隧道火灾参数,研究隧道内空气温度及火灾烟雾体积分数随时间、空间的分布情况,应用美国国家标准和技术研究院(NIST)开发的以火灾中流体运动为主要模拟对象的计算流体动力学软件FDS对工业电缆隧道火灾进行全尺寸模拟,通过对模拟实验数据进行处理和分析,给出了电缆隧道发生火灾时烟气体积分数和氧气体积分数以及纵向温度的变化规律,为现实灭火救援以及火灾中逃亡提供了理论依据.     

巷道火灾时期火区阻力的实验测定与分析

以呼和乌素煤矿4104主运顺槽和辅运顺槽及其联络巷道为实验原型,根据流体相似理论以1∶20的比例构建了相似实验模型,并在其中的一段巷道中进行了巷道火灾中火区阻力的实验测定.测定结果表明,在巷道风量不变的条件下,巷道火灾时期火区阻力的大小与火源热释放特性有关,即火灾的火区规模、燃烧温度和释放的热量越大,火区阻力也越大.     

矿井火灾引起节流和浮力效应的理论研究

将风网中的风流视为一维可压缩流体的非定常流动，导出了矿井发生火灾时巷道内空气温度的计算式和空气非定常流动的运动方程，进而获得节流和浮力效应的计算模型。并给出了算例，采用此模型，将使矿井火灾灾变时期风流状态变化过程的研究更接近实际，还可以自动将节流和浮力效应加入网络解算模型中。     

燃气锅炉冷凝余热回收效率分析计算

通过分析空气含湿量和过量空气系数对烟气中水蒸气的体积分数的影响,计算出燃气锅炉烟气露点温度;对燃气锅炉在不同过量空气系数和排烟温度下的余热回收节能潜力进行了理论计算,对如何选取最佳的过量空气系数和排烟温度提供了理论计算依据。     

高校教学楼走廊火灾烟气风险分析研究

为了解多层教学楼建筑火灾的蔓延和烟气运动,针对火灾烟气的蔓延特性,利用计算流体力学软件（FDS）模拟了某高校教学楼走廊中火灾和烟气的蔓延传播,通过算例分析了烟气温度场、可见度和CO体积分数等火灾过程参数的变化规律．研究结果表明,在火灾发生的4～5min时间内,走廊内的烟气温度、CO体积分数均达到人员安全的承受极限,能见度也将严重影响人员安全疏散．     

FDS软件在大空间火灾风险评估中的应用

运用火灾场模拟软件FDS (fire dynamics simulator) 4.06,并采用大涡模拟方法对一大空间实例--某大型储物仓库的火灾场景进行数值模拟研究,通过比较分析烟气蔓延及烟气温度分布情况,对该仓库的排烟系统进行了评估.模拟结果表明,FDS软件能够较好地预测大空间火灾的热流场分布及烟气蔓延情况,可以用于大空间火灾的模拟研究.对于大空间场所,由于烟气温度较低,自动喷水系统有时不能正常工作,因此在设定火灾场景时对自动喷水灭火系统失效的情况应予以考虑.另外,大空间火灾仅以烟气温度作为评估参数是不够的,还需要考察其他的参数,如能见度等.     

某体育馆火灾烟气特性数值模拟研究

采用数值模拟方法研究某体育馆的火灾发展过程,探讨火灾蔓延和烟气运动对人员逃生的影 响．通过描述火源、体育馆的结构及其内饰物的属性,研究体育馆内关键位置的温度分布、烟气运 动、能见度以及ＣＯ和Ｏ２ 体积分数的变化规律,以便揭示体育馆的火灾发展、烟气运动过程以及对 人员安全疏散的影响．结合烟气温度、能见度和ＣＯ体积分数的模拟结果得出关键位置的可用安全 疏散时间（ＡＳＥＴ）．结果表明：靠近火源的一层北部通道可用安全疏散时间仅为一层南部通道的 ３６％．因此,一旦发生火灾,体育馆内人员应从远离火源位置的南部通道迅速撤离．     

空气幕特征参数对挡烟效果的影响研究——以广州某地铁为例

以广州地铁3号线沥滘地铁站为例,通过火灾动力学数值模拟软件FDS （Fire Dynamics Simulator）研究了多火源情况下,空气幕厚度、空气射流速度及角度对火灾烟气阻挡效果的影响.通过对比数值模拟得到的烟气蔓延、温度变化与能见度变化情况,得到了楼梯口处设置挡烟空气幕时的特征参数适宜范围.     

建筑火灾烟气运动数值模拟方法及评价

对当前国内外常用的建筑火灾烟气运动的数值模拟方法进行了综合分析,阐述了各种数值模拟方法的主要思想,介绍了基于各种模拟方法火灾模拟软件的发展现状;讨论了各种数值模拟方法的特点与不足,指出了各种方法的适用范围,提出今后一段时间内我国建筑火灾烟气运动数值模拟的发展方向.     

大空间建筑火灾空气升温经验公式

针对大空间火灾下空气温度场的研究相对匮乏的现状,通过FDS程序模拟火灾场景,对大空间火灾空气升温过程进行研究,并且考虑了烟气排放对温度场的影响.建立了时间相关的温度场数学模型.采用MATLAB程序非线性拟合方法,求出相关参数和拟合效果的评价函数——相关系数的平方(R2).确定空气升温速率系数r和平衡温度θm为反应空间温度场特性的主要参数.数值模拟计算得出的升温曲线与所采用的数学模型的R2达到0.95以上,证明该数学模型形式简单实用,且具有较高的可信度.     

基于PID方法的倾斜隧道中火灾烟气控制数值模拟

为改善激活式射流风机对隧道火灾烟气控制的灵活性,采用比例-积分-微分(PID)控制方法实现对倾斜隧道中火灾烟气的 自动化控制.数值求解了倾斜隧道中火灾烟气的蔓延,并耦合PID控制算法控制通风速度以模拟自动控制的射流风机.数值结果表明:在参数调整完毕后,在该数值模拟的条件下,对于非定常功率的火源、倾角大范围变化的情况,P...     

高校宿舍火灾数值模拟与分析

高等院校人数众多,居住范围集中,存在众多的安全隐患,一旦发生火灾就会造成重大的不可挽回的损失,给学校和社会带来较大的负面影响．宿舍灭火以及人员疏散的关键在于掌握火灾发生时的重要参数变化．采用美国国家标准和技术研究院（NIST）开发的FDS（Fire Dynamic Simulator）软件,建立高校宿舍模型,对宿舍火灾进行全尺寸模拟．通过模拟实验给出了火灾发生过程中室内和走廊中的烟气运动、温度和氧气体积分数的变化规律．     

自然通风条件下高大工业厂房火灾数值模拟

目的研究工业厂房火灾温度场和烟气蔓延情况,为指导工厂火灾时人员疏散和降低财产损失提供理论依据.方法采用计算流体动力学(CFD)方法,选取沈阳地区某高大工业厂房为研究对象.分别截取气楼排烟出口平面和排烟门平面作为观测面,模拟自然通风条件下,室外风速对厂房火灾温度分布和烟气蔓延的影响.结果得到不同室外风速下截面温度及CO2质量分数分布图.结论通过对模拟结果的分析和比较,得出工业厂房自然通风对火灾烟气蔓延规律的影响.当这种高大工业厂房发生火灾时,单纯依靠自然通风排烟不能达到有效防止火灾烟气蔓延的效果.     

全尺寸双室火灾温度分布实验与数值模拟

为研究双室火灾的危险性,本文采用全尺寸实验与数值模拟相结合的方法,开展了双室火灾温度分布特性研究,给出了实验和数值模拟结果的比较与分析,得到了火灾过程中室内温度场的变化规律。结果表明:由于居室内可燃物较多且分散,发生室内火灾时,可燃物将由点火源向周围逐一被引燃,火灾规模随之蔓延扩大,室内温度也因不同可燃物的消耗和引燃而随时间出现了多个极小值和极大值;在卧室门敞开的情况下,卧室门上方隔墙在火灾初期阶段可以有效阻止烟气的蔓延,使烟气主要集中在着火房间内,使相邻房间温升较小; FDS数值模拟结果相对保守,得到的温度稍高于实验结果,客厅和卧室数值模拟到达安全极限温度的时间比实验早大约30 s。     

防火隔烟水幕在地下建筑火灾中的应用

从地下建筑火灾特性出发，提出了地下建筑火灾中的火烟运动模式及其沿地下巷道运动的火烟温度，火风压沿程变化规律，员时分析了火烟与防火隔烟水幕相互作用特性，最后依据我国地下建筑防火规范，提出了防火隔烟水幕在地下建筑中的应用。     

某地下保龄球馆火灾热烟气安全研究

采用性能化防火设计的思想，分析了某地下保龄球馆火灾热烟气安全需求，设计了可能发生的火灾场景，使用区域模拟技术研究了保龄球馆水喷淋和机械排烟系统的有效性。通过数值模拟给出了发生火灾时的热烟气层温度和热烟气层高度发展过程，证实了保龄球馆的水喷淋和机械排烟系统能够保证人员安全疏散，满足消防安全要求。     

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.     

地铁站厅中商铺火灾试验研究

在考虑人为恐怖袭击行为情况下,采用地铁站厅中的商铺模型实体火灾试验研究了地铁站厅商铺的火灾场景,得出了模拟站厅商铺在火灾中的热释放速率、烟气浓度、温度及烟密度的变化规律：站厅商铺发生轰燃的时间为3 min 10 s,其最大热释放量为2.58 MW;随着燃烧的进行,CO2与CO浓度都快速升高;在轰燃后即出现CO的最高浓度,实测峰值结果是CO容许暴露最大浓度的2倍;烟气中存在大量的HCN,在3 min 29 s时出现HCN浓度是允许浓度的63倍;在商铺中整个发生火灾的过程中冷空气层高度始终低于0.97 m,热烟气层最高温度为451.9℃。