纵向风下隧道顶部和侧向排烟特性对比研究

建立全尺寸隧道火灾三维数值计算模型,通过设置不同的火源位置、风口尺寸、排烟量、火源功率,在纵向风速为临界风速时,对隧道内顶部和侧向机械排烟系统烟气分布特性进行对比分析。研究发现,两种排烟方式的顶壁烟气特性在火源段内无明显区别,而在非火源段内,侧向机械排烟的温度和CO浓度要明显高于顶部机械排烟;对于非火源段内的竖向分布和人员高度处的横向分布,顶壁排烟系统的整体温度和CO浓度都比侧壁排烟低,排烟效果好。     

狭长地下受限空间火灾燃烧模拟实验研究

本文根据多数狭长式地下受限空间实际结构,建立了火灾模拟实验平台,进行了多次不同油品质量的火灾燃烧实验,测量了狭长式地下受限空间火源热释放率和烟气温度分布,得到了火源热释放率曲线,以及烟气温度分布的实验测量数据,并对结果进行了分析.     

坡度隧道火灾自然排烟特性研究

通过模型试验,研究了坡度隧道火灾自然排烟特性,试验结果表明：（1）受坡度影响,火羽流向上坡侧发生偏转,且偏转角几乎不受火源位置与HRR的影响,只随坡度的升高而线性增大;（2）顶壁下方最高烟气温度随坡度的升高而降低,基于理论分析和模型试验结果,得到了顶壁下方最高烟气温度的计算模型;（3）火源上坡侧的顶壁下方烟气温度受坡度变化的影响较小,下坡侧的顶壁下方烟气温度随坡度的降低而升高,并在坡度降为0时与上坡侧烟气温度关于火源对称分布,结合理论分析,得出了火源段顶壁下方烟气温度的衰减模型。     

坡度与活塞风对地铁长区间隧道火灾点式排烟的影响

采用数值模拟方法对点式排烟模式下地铁长区间隧道火灾烟气流动进行了计算分析,研究了坡度与活塞风对排烟效率与烟气温度分布的影响。结果表明:烟气不仅受排烟风口的抽吸作用,同时坡度与活塞风影响隧道内烟气流动,点式排烟模式下坡度与活塞风对排烟效率与烟气温度分布的影响不能忽略。     

侧向集中排烟作用下隧道火灾烟气逆流长度规律试验研究

烟气逆流长度是隧道火灾进行烟气控制所需要研究的重要参数之一,该文通过在缩尺寸试验对侧向集中排烟作用下的烟气逆流行为进行研究,试验发现烟气逆流长度随侧向集中排烟风速增加而衰减得更快,但是以较大的纵向通风风速使烟气逆流长度衰减至火源附近位置时,由于侧向集中排烟产生的横向抽吸力限制了烟气向下游的蔓延运动,导致烟气逆流长度衰减逐渐变缓的现象,揭示了烟气浮力、纵向通风惯性力及侧向集中排烟产生的横向抽吸力三相力的复杂耦合机制。     

连续隧道洞口间烟气扩散特性研究

当上下游隧道的洞口间距较短时,上游隧道的火灾烟气可能扩散至下游隧道,对下游隧道造成影响。采用CFD数值模拟方法建立连续隧道模型,对不同纵向风速、不同火源位置、不同热释放率、不同洞口间距以及不同横向风速下的烟气窜流情况进行模拟分析。结果表明：（1）上游隧道纵向风速的增大将导致烟气往下游隧道方向水平扩散的距离增大,因此,烟气的窜流量增大;（2）火源距离上游隧道出口越远,热释放率越小,上游隧道出口处烟气温度就越低,烟气的水平惯性力上升,更容易窜流至下游隧道;（3）烟气窜流随着洞口间距的增大而不断减弱,当洞口间距足够大时,不会出现烟气窜流的现象;（4）当存在横向风时,洞口间烟气的流动轨迹会发生偏移,并且烟气窜流会随横向风速的增大而减弱。     

长区间综合管廊通风及排烟数值模拟

该文采用数值模拟方法对综合管廊不同通风区间长度下通风阻力和排烟情况进行研究。结果表明:管廊通风阻力随通风区间的延长逐渐增大,通风区间总阻力增幅随通风区间增大而增大,通过数据拟合可近似得到通风区间阻力随管廊长度的曲线增长关系。随着通风区间的延长,事故发生段防火区间排烟时间缩短。通风区间不超过600m时,通风区间的延长有利于烟气排除。通风区间800m以上,烟气须经过的防火分隔数量逐渐增加,一定程度影响了烟气扩散,排烟所需时间随通风区间长度的增加而增大。综合考虑通风阻力与排烟,建议通风分区可控制在600m内。     

隧道火灾中正庚烷池火燃烧特性的实验研究

隧道火灾中热释放速率是评估临界风速、最高温度及温度分布的一个重要参数,而火源高度和隧道宽度是两个影响热释放速率的重要因素。为揭示上述两个因素对隧道火灾发展的影响,在缩放比例为1:10的隧道模型中进行了一系列小尺寸火灾模拟实验并对正庚烷池火的燃烧过程进行了研究。结果表明:隧道火灾的热释放速率明显大于开放环境,其燃烧过程可分为初始燃烧阶段、过渡阶段和稳定燃烧阶段;增加火源高度地面火灾（火源高度与隧道高度之比H*=0.1）质量燃烧速率小于其他各工况,H*=0.7时质量燃烧速率能增大到地面火灾的3.53倍~5倍;无量纲火焰蔓延总长度正比于无量纲热释放速率的五分之二次方,由于隧道侧壁的限制作用,其比例系数小于Hasemi's模型。     

富氧燃烧在冷凝式燃气锅炉中应用的节能分析

富氧燃烧是一项节能高效的燃烧技术,应用于冷凝式燃气锅炉时,不但能够减少助燃空气量,而且大大提高排烟中的水蒸气含量,提高烟气露点温度,有利于回收烟气中的汽化潜热。经过理论计算,采用富氧燃烧后,排烟量大大减少,水蒸气的冷凝率可以提高到90％以上,排烟热损失能够减小到2％以下。     

通道火灾时横向排烟对烟气层化特性的影响研究

在通道试验模型中开展了横向排烟试验,对不同火源功率下,通道内烟气层界面的形态特征、烟气层最高温升以及烟气水平流动速度随排烟速度的变化情况进行了研究。结果表明:通道内的烟气在排烟速率较小时能够维持很好的层化,随着排烟速率增大,烟气层与空气之间的掺混加剧,且靠近通道端部开口处的掺混程度强于远处。归一化的烟气层最高温升和烟气水平流动速度均随排烟速率呈幂指数衰减规律。靠近通道端部开口处的最高温升和水平流动速度衰减得更快;靠近通道端部开口处与远离通道端部开口处的烟气流动速度差异随排烟速率增大而增大。     

大空间内着火位置对火灾增长的影响

以大空间展厅为例,利用火源辐射模型和烟气辐射模型并结合CFAST6．0区域模拟软件的计算结果,对比分析了大空间内不同着火位置下火灾增长的情况。研究结果表明仅考虑火源热辐射的情况下,展厅内着火位置越处于左右中间对称处,其火灾增长越快,热释放速率峰值也越大,达到热释放速率峰值的时间和火灾的持续时间越短,处于展厅中心位置时所有值达峰值。对火源热辐射和烟气辐射综合考虑时,到达热释放速率峰值时间与火灾持续时间的规律同仅考虑火源辐射模型时一致,但热释放速率峰值均有不同程度的提高。     

高层建筑中利用竖井进行排烟的可行性分析

从理论和模拟两方面论述了利用竖井进行排烟的可行性。研究结果表明,影响竖井排烟效果的主要因素是进入竖井的烟气温度和外部力(包括外界空气的热阻力和竖井壁的粘性力),并且两者对烟气流动的作用相反,前者加快烟气运动,后者减缓烟气运动。最后提出,通过对竖井的合理设计,可以增大热烟气的动压,达到理想的排烟效果。     

低温热管传热特性的实验研究

搭建了一套低温热管传热性能测试实验台,基于一种新型矩形内翅片低温热管,首次在-60℃至-40℃的温度下探究了冷凝温度和加热功率对热管稳态等温特性的影响,以及蒸发段和冷凝段长度变化对蒸发传热系数、总热阻值和当量导热系数的影响。研究结果表明:相同工况下,热管的轴向温差随着冷凝温度的降低而减小,随着加热功率的增大而增大;蒸发段长度越大,加热功率越高,蒸发传热系数越大;冷凝段长度越小热管热阻值越低,蒸发段长度越小热阻值越大;当量导热系数随冷凝段长度的减少而增大,随蒸发段长度的减少而减小。     

京宁热电350MW超临界锅炉烟气余热利用装置探讨

京宁热电煤源为胜利煤田的褐煤,褐煤的发热量小水分高,同步增加SCR系统,排烟温度不能太高也不能太低,太高影响SCR运行,太低又会造成磨煤机的干燥出力不够。当排烟温度较高时,烟气余热利用装置可以提高机组效率。     

防护工程非火源房间火灾烟气特性研究

为讨论防护工程火灾时非火源房间内烟气特性,根据相似原理搭建了模型与实体比例为1:4的单室-走廊-单室模型实验台,进行了2个工况的模型实验,对比研究分析了烟气扩散室内和门口走廊中烟气温度、CO浓度、CO_2浓度及O_2浓度等烟气特性。结果表明,火灾发展阶段,扩散室内的烟气温度比门外走廊处低,烟气中CO、CO_2和O_2对人体的危害性比走廊处小,烟气温度和浓度变化滞后于走廊;火灾充分发展阶段烟气扩散室中烟气温度和浓度与走廊中几乎相同。火灾时,远火源端单室中烟气危害更大。     

火源位置对防护工程火灾烟气扩散影响研究

为讨论火源位置对防护工程火灾时走廊内烟气扩散的影响,根据相似原理搭建了模型与实体比例为1:4的单室-走廊模型实验台,进行了2个工况的模型实验,分析了走廊内烟气温度分布,研究了火灾分别位于走廊和单室时走廊内烟气温度、CO浓度、CO_2浓度及O_2浓度等烟气特性。结果表明,火源位于走廊时,走廊内烟气最高温度、平均温度及烟气温度变化速率均大于火源位于单室时,火源位于走廊时走廊内CO浓度、CO_2浓度及O_2浓度与火源位于单室相比对人员也更不利,应避免在工程的走廊内放置易燃、可燃物品,尤其是高热值物品。     

服装类商场中庭建筑的火灾相似模型实验研究

通过相似模型实验,得到了服装类中庭建筑火灾的火源燃烧发展规律和火源释热率变化规律;同时,分析得到了该类中庭建筑的火灾烟气填充运动规律.     

燃气内燃机烟气冷凝热的回收利用探素

通过对燃气内燃机烟气的冷凝热计算得出,将排烟温度降低到露点温度以下对烟气进行余热回收有重要的实际意义。探讨了烟气冷凝热回收技术的应用方案,为正确设计选用烟气冷凝热回收利用系统提供参考。提出烟气冷凝热利用的一些防腐蚀措施,防止或减小冷凝热利用中低温腐蚀的发生。     

新风口面积对受限空间内回燃影响的研究

利用火灾动力学模拟软件FDS,以某商场为原型,建立数值模型,模拟不同新风口面积条件下受限空间内部回燃现象,测定火灾过程中初始火源及新风口上方温度、火焰高度,研究新风口面积对回燃现象的影响.模拟结果表明,在通入新鲜空气的180s中,在新风口附近出现持续爆燃;当新风口面积为2m2时,爆燃火焰高度可达5m以上.新风口上部及受限空间内部温度随其面积的增加而提高,因此消防员进入受限空间救援时,应做好个人防护并尽可能远离存在新鲜空气的场所.     

纵向风作用下隧道断面尺寸对火灾烟气分层的影响

隧道火灾中较大的纵向风速会破坏火源下游烟气分层,对下游人员逃生不利。然而,维持下游烟气分层的合理风速未知;隧道断面尺寸对烟气分层影响也尚不清楚。利用FDS,对纵向风作用下5个不同断面尺寸隧道内烟气分层规律进行研究。结果发现:Newman无量纲温度比模型适用于宽高比在0.5至3范围内的隧道;维持下游烟气分层的最大风速随隧道宽度增大而增大,而与高度无明显关系;烟气分层与Froude数的关系与隧道断面尺寸相关,造成Hyman模型与FOA-SP模型试验结果无法吻合的原因可能是隧道宽高比的不同;烟气层高度与隧道断面尺寸相关,当风速较大时,宽度的增加会使烟气层出现剧烈波动。