纵向通风下隧道内重石脑油燃烧温度分布与火焰倾角研究

搭建了1:10的缩尺寸隧道模型,考虑不同火源功率和纵向风速开展了纵向通风下隧道内重石脑油燃烧的试验研究,测量了隧道内顶棚下方纵向温度分布,并量化了火焰的倾斜角度。结果表明：随着纵向通风风速的增加,隧道内温度整体呈降低趋势,顶棚下方最高温度逐渐减小,进而提出了纵向通风下隧道内重石脑油燃烧时顶棚下方最高温度的估算模型。火焰倾斜角度随纵向风速的增加而呈增加趋势。当纵向风速较低（小于1 m/s）时,随着纵向风速的增加火焰倾斜角度明显增大;当纵向风速较大（大于1 m/s）时,纵向风速对火焰倾斜角度的影响不明显。     

典型布局下的建筑室内自然通风

基于三维RNG k-ε湍流模的CFD数值模拟方法,对两种典型室内布局下的套室分别进行室内自然通风模拟研究,获得了一定风速下卧室、客厅等关键部位的风压、风速分布等流场情况;得到典型布局下的通风量。并对自然通风效果进行评价,结果表明建筑室内布局对室内的自然通风效果有一定的影响。隔墙会改变压力、速度的分布,从而影响室内通风;能形成穿堂风的布局是自然通风的理想布局。建筑设计师应设计合理的建筑室内布局,以提高自然通风效果,从而促进建筑节能。     

环境风作用下建筑开口溢流火焰拓展规律研究

建筑开口火溢流特征参数研究是火灾科学领域的基础研究内容之一,尤其是正交侧吹横向风影响下的开口火溢流特征更是影响到相邻建筑的火灾危险性。基于弗洛德相似准则,利用缩尺寸建筑燃烧腔室模型开展建筑溢流火灾实验,在正交侧吹横向风作用下,对不同火源功率和不同开口尺寸的建筑腔室溢流火焰扩展规律进行探究。重点分析风速对火焰形态的影响,建立环境风作用下建筑腔室开口溢流火焰长度的分段预测模型,为建筑外立面防火设计提供参考。     

可燃液体自由表面燃烧特性的数值模拟

依据小尺度汽油燃烧实验模拟法确定边界条件,采用数值模拟方法进行汽油池火燃烧模拟。数值模拟结果和实验结果具有一致性:用非稳态数值模拟的火焰热辐射随燃烧的进行逐步增加;热辐射分布以火焰的高温区分布较强;火焰中各组分如氧气消耗量、C(s)等质量浓度与燃烧时间的无量纲关系曲线与燃烧过程的温度分布一致,且遵循双曲线变化规律。采用稳态模拟方法得到不同风速条件下火焰倾角与风速之间的变化曲线,有风时火焰温度较无风时增加,且随着风速的增加而增加(实际上存在某个临界风速);有风时火焰热辐射分布随火焰的倾斜而改变,下风向热辐射明显,上风向则较低,且热辐射波及范围较无风时增大。     

窗对住宅自然通风影响初探

窗对于住宅的自然通风影响很大,开窗可以使室内产生较大的室内平均风速,并且窗台高度、窗的尺寸、窗的水平相对位置对室内流场都有一定影响.利用计算流体力学(CFD)软件,采用室内平均风速作为参考量,分别分析在贯穿通风和单侧通风的情况下,不同窗台高度下,不同尺寸的窗(窗面积相同),风进入窗的不同角度对于室内通风量的影响.     

不同压力环境下小纸箱燃烧特性实验研究

在低压低氧舱中对小纸箱进行点火燃烧实验,探讨不同压力环境、不同通风条件对固体火灾燃烧热释放速率、火焰高度、火焰温度等燃烧性能的影响。燃烧工况的压力为90、75、64kPa,通风条件为不打孔、单面打孔和双面打孔。分析实验过程中热电偶的最高温度、最高温度对应的热电偶的位置以及压力变化曲线。结果表明:通风条件对固体可燃物在同一压力下的燃烧抑制作用显著。通风条件良好时,在75kPa的环境压力下,固体可燃物的燃烧可进入充分燃烧阶段。相同压力环境下,通风条件的改善缩短了固体可燃物燃烧发展阶段的时间,提高了固体可燃物燃烧的火焰温度。在相同通风条件下,环境压力降低,固体可燃物最大燃烧速率降低,固体可燃物上方相同位置的火焰温度下降,最大燃烧速率、火焰温度与环境压力成正比;压力近似时,火源温度的高低与固体可燃物热解的速度成正比,火源温度最低的固体可燃物燃烧质量变化曲线最为平缓。     

寒冷地区住宅室内不同通风方式模拟与分析

住宅室内存在不同的通风方式,对室内风环境产生不同的影响。研究寒冷地区一梯三户中户住宅室内不同通风方式的特点以及效果,探索不同通风方式对住宅室内风速场、空气品质和热舒适度的影响。引用CFD流体力学的原理,运用Airpak3.0软件对住宅室内自然通风、侧送风、置换通风进行模拟计算,模拟三种通风方式室内风速场、温度场、空气平均年龄、PMV、PPD参数值分布,对比分析不同通风方式下室内风速、温度、空气平均年龄、PMV值,得出采用置换通风的寒冷地区一梯三户中户住宅室内通风利用气流上升,提高了室内新鲜空气,满足室内热舒适环境,创造良好的住宅室内环境,是一种舒适高效的通风方式,为寒冷地区一梯三户中户住宅室内通风设计提供科学指导。     

侧向风对挑檐防火阻隔作用的影响

建立了简易全尺寸建筑模型,采用FDS进行火灾模拟。选取火源功率为4 MW,设置0~10 m/s的侧向风,研究不同风速条件下挑檐临界特征尺寸以及火焰最大侧向蔓延距离的变化规律。研究结果表明:侧向风速较低时,溢出火焰主要为向上层蔓延,表现为热浮力主控;侧向风速较高时,溢出火焰表现为风速主控,挑檐最大临界长度为3.6 m;侧向风速继续增加时,溢出火焰不再接触挑檐,向邻侧蔓延,临界风速为6 m/s;溢出火焰侧向蔓延距离随风速增大先增大后缓慢减小,临界风速为8 m/s,溢出火焰的最大侧向蔓延距离为4.4 m。     

机械补风对体育场馆烟气运动的影响

基于FDS研究不同火源热释放速率下的补风口位置和补风量变化对大型体育场馆内烟气运动的影响。结果表明,适当提高补风量能够延缓烟气层下降速度,使场馆内达到的最高温度降低;补风口位于场馆下部时,顶棚区域所能达到的最高温度较低,烟气层下降速度较慢。此外,在实际烟气控制系统设计时,应注意补风气流不宜对火灾流场造成较大的扰动。     

典型条件下火旋风的特性研究

为了研究在不同条件下形成的火旋风特性,应用"正六边形柱体+狭缝"火旋风实验平台开展完善和不完善条件下火旋风的特性研究。测试火旋风上部、中部和下部的温度变化过程,对比了两种条件下,不同燃料在不同尺寸的油盘中燃烧形成火旋风的温度峰值、温度波动标准差值和燃烧时间。结果表明:实验条件越完善,形成的火旋风越稳定;相同质量条件下,不同燃料的燃烧时间为:工业酒精柴油煤油汽油;温度稳定性为:汽油煤油柴油工业酒精;随着火源尺寸减小,燃料燃烧时间变长,火旋风的稳定性变差,沿着火焰竖直方向不同高度上的温差增大。     

夏季变压器室内流场的理论及数值模拟研究

用电量的增加使得运行产热量大幅增大,导致变压器室温度偏高,这给变电站的安全、可靠运行带来极大的影响.根据变压器室的特点,建立了变压器室内流场的数学模型:通过数值模拟,研究了不同通风工况下的流场分布特点,模拟结果和实际运行的情况一致.可见建立的变压器室流场的数学模型可用于研究变压器室流场分布状态,这对新建变压器室以及已有变压器室改造、优化变压器室通风方案、有效降低变压器室温度都具有重大的指导意义.     

环境风作用下聚氨酯泡沫水平火蔓延行为实验研究

为探究环境风速对聚氨酯泡沫水平顺流火蔓延的影响,开展多组工况对比实验,分析不同侧向风速对火蔓延典型特征参数（火焰形态、质量损失和近域场温度及辐射）影响。实验结果表明：侧向风速会缩短热解前锋预热角形成时间,且预热角度大小与风速呈负相关,预热角减小会增大火焰前锋对预热区热反馈面积,使火蔓延速度增加;火焰前锋受侧向风速拉伸效应主导下的空气卷吸作用,火蔓延过程中熔融滴落频率增大,加大次生火灾危险性;同时火蔓延过程中材料的质量损失率随风速增加而增加;风速的冷却效应在火蔓延前期占主导地位,但仍会促进火蔓延速度,且水平板材上下两侧辐射峰值差逐渐增大。     

纵向通风对隧道火灾烟气扩散的影响研究

为研究纵向通风对火灾及烟气蔓延的影响,搭建了缩尺寸隧道火灾试验台,分析隧道内拱顶温度及火焰倾斜角随风速和火源功率变化的一般规律。研究结果表明:在同一火源功率作用下,隧道内顶棚温度随着纵向通风速度的增加而降低;火焰的倾斜角随风速的增大而增大;火焰的倾斜程度与火源功率有关;火焰向下游偏斜加大了火焰触及下游可燃物的可能性;实验结果与Kurioka模型符合较好。     

阳台对低层建筑风压作用下自然通风影响的数值研究

本文将通风量和工作平面平均风速作为衡量房间通风效果的指标,采用计算流体力学方法,分析了阳台对低层建筑风压作用下自然通风的影响.首先通过实验数据验证了数学模型的可靠性,数值模拟结果与实验结果具有良好的一致性.而后,通过模拟得到以下结论:对于单侧通风建筑,阳台能够极大地提高建筑中部及下部房间的通风性能;对于双侧通风建筑,阳台对室内通风性能的影响较小;阳台可以诱导空气进入房间更深的区域,在工作平面形成更为均匀的风环境.     

配风方式对链条炉炉内燃烧及NO_x生成影响的数值模拟

对1台64MW链条炉在不同配风方式下的炉内燃烧及氮氧化物生成特性进行了数值模拟。模拟采用FLIC床层软件和FLUENT软件分别模拟炉内床层及流场。在提前配风、均匀配风和推迟配风三种条件下,对炉内煤层表面气体组分、温度和炉膛出口处的NO_x含量进行了数值模拟计算。得出在三种不同配风方式下NO_x最终排放量:提前配风均匀配风推迟送风,分别为441mg/m~3,405mg/m~3,329mg/m~3。推迟配风的较小通风量抑制挥发分N析出,同时营造还原性气氛,大大减少挥发分N向NOx的转化率。因此适当推迟送风对提高锅炉燃烧效率及减少氮氧化物排放均有利。     

关中地区过渡季节教室夜间通风实验分析研究

对过渡季节关中地区教室利用夜间通风作用改善室内热环境进行了试验研究,实验期间连续测试了室内外空气温湿度、壁面温度、室内风速,分析测试结果发现两种工况下室内平均温度差值为0.3℃,壁面温度差值范围为0℃~2.7℃。同时根据Fanger的热舒适理论方法,计算得到夜间通风作用下两个教室的PMVPPD值,得知夜间通风教室的热舒适性要高于未通风的教室,夜间通风在关中地区过渡季节具有一定的使用性,但是受室外温湿度及建筑墙体蓄冷能力影响,夜间通风作用强度和时间具有局限性。     

不同送风速度下碰撞射流供热特性的实验研究

本文利用实验的方法对碰撞射流通风供热系统的特性进行了分析,通过设置对比实验,对碰撞射流通风方式下不同的送风速度进行实验,实验结果表明,在通常允许的范围内,送风速度越高,室内温度分布越均匀,有效风感温度越满足1.7△ET+1.1,越有利于提高热风利用率,为碰撞射流通风广泛应用提供良好的理论基础。     

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。     

综合管廊电缆舱室通风形式数值模拟研究

通过数值模拟的方法,对青岛某综合管廊电缆舱室通风系统进行研究。采用传统的机械排风加自然补风通风系统,舱室平均温度为31.8℃,但排风口平均温度达到43.6℃,高于设计标准的限值40℃。采用诱导通风系统,舱室内平均温度为31.5℃,排风口平均温度降至37.3℃,保障了舱室顶部设备的正常运行。对两种通风方式下电缆舱内温度场均匀性进行分析,研究发现:舱室内温度场方差分别为6.645和4.667,诱导通风系统空气温度分布均匀性优于机械排风加自然补风通风系统。此外,对两种通风方式下电缆舱内速度场进行分析对比,结果表明:沿舱室高度方向,诱导通风系统的平均风速大于机械排风加自然补风通风系统,空气流动死角较少,更有利于舱室内的气流组织。     

基于CFD的变压器室通风散热数值模拟及优化分析

变压器室内的元器件运行时会产生大量的热,使得室内温度升高,需及时排出热量。为了研究不同送风方式对散热性能的影响,基于FLUENT软件对某变压器室散热方式进行了数值模拟研究,在此基础上提出2种基本优化方案,并对室内的流场进行了具体分析,探讨了3种典型送风方式对变压器室散热的影响,得出了变压器室通风散热的优化设计方案。对变压器室的散热设计具有一定的指导意义。