基于FDS的水喷淋系统对地铁站台火灾参数的影响研究

为了研究水喷淋系统和应急排烟系统对地铁站台火灾烟气特性的影响,建立了地铁站台火灾数值模型, 应用 FDS 软件模拟计算了火源热释放速率为 3MW 时地铁站台火灾烟气温度、CO 浓度、烟气能见度等火灾烟 气主要参数的变化。结果表明：水喷淋系统可以降低地铁站台火灾烟气温度 10℃左右,降低站台火灾 CO 浓 度和提高烟气能见度的效果较差;增大应急排烟速度可以有效降低站台火灾烟气温度和 CO 浓度,提高烟气能 见度。地铁消防自动喷水灭火系统设计和人员疏散方案设计可以考虑设置水喷淋系统与应急排烟系统,降低 火灾烟气对人员疏散的危害。     

外掠管束间空气-水蒸发冷却传热传质及压降特性模拟

为进一步揭示外掠管束间蒸发冷却传热传质及压降特性,综合考虑了管束壁面水膜的形成及湿空气-喷淋水间传质过程,采用DPM(Discrete phase model)与水膜耦合的欧拉-拉格朗日方法,建立了外掠管束间空气-水蒸发冷却传热传质及压降特性分析模型。首先,采用文献实验数据验证了模型的可靠性,其误差在1%范围内;然后,采用模拟方法,研究了外掠管束间传热传质及压降沿竖直高度方向的变化特征。结果表明：由于湿空气焓差和饱和空气焓差的变化,导致传质系数沿盘管高度方向发生波动,但总体呈降低趋势;在同一工况下,湿空气焓差对传质系数的影响较大,传质系数的波动主要是湿空气焓变化造成的;外掠交错管束间喷淋水膜温度并非保持恒定不变,而是随盘管高度的降低而降低,即沿下落方向液膜温度逐渐降低;交错管束底部区域喷淋水蒸发量最大,沿盘管高度方向,喷淋水蒸发量降低;喷淋水发过程主要发生在管束表面及管束尾流区,通过在管束间增加挡板或者减小管间距,可以强化管束表面及尾流区流场扰流作用,增强喷淋水的蒸发冷却作用;交错管束间传热系数在换热盘管中间稳定区域变化较小,其受进气温度、喷淋水温度及相对湿度的影响较小;交错管束间压力...     

航油储罐着火热辐射特性影响研究

航空煤油采用3号喷气燃料（JET A⁃1），其是泄漏火灾中常见的危险源。基于理论分析、PHAST软件模拟，研究了航煤罐区中一个储罐泄漏引发池火灾后对周边储罐的影响，介绍了储罐之间安全距离的确定方法。研究结果表明，热辐射强度随着风速的增大而增大，最大风速时的热辐射值相对于平均风速时的辐射值增加了65.7%；随着距离的增加，辐射值变小，且随着罐体高度的增加，热辐射值变大，而大气湿度对热辐射影响较小；确定了本工程油罐安全间距为17 m；采用MATLAB软件进行理论计算并与数值模拟计算结果进行对比，最大误差为18.7%，具有较强的可靠性。研究结果对于油罐区设计、指导紧急救灾具有重要理论价值和实践意义。     

自动喷水灭火工作过程的数值模拟比较

为了研究自动喷水灭火系统与火灾相互作用的规律,利用IS09705火灾标准试验间,对火源和室内外温度相同的条件下,只有火源燃烧无喷淋作用及火源偏置有喷淋作用2种情况进行了试验研究.并以实验结果作为参照对象,分别用场模拟和双层区域模拟方法对火灾房间内的热释放速率和设定温度点的温度变化情况进行了数值模拟和规律性分析.2种数值模拟计算与实验结果对比表明,场模拟和区域模拟均可较好地预测喷淋系统的工作状态.对于自动喷水灭火系统的工程应用和研究,用数值模拟方法是可行的,而且效率较高.     

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。     

无风条件下大型油罐密封圈火灾的安全评估

针对油罐密封圈火灾的安全问题, 以1 0×1 0 4 m3浮顶原油储罐为研究对象, 采用 V i s u a lC++6. 0编 程软件计算了密封圈火灾的模拟区域, 应用F LUENT流体模拟软件对着火油罐辐射的热量分布进行了模拟, 进而 确定了距着火油罐距离不同时的辐射热量及其对人及设备的伤害程度。研究结果表明, 在无风的稳态池火灾条件 下, 着火油罐向周围均匀地辐射热量, 随着距着火油罐距离的增加, 接收点接收到的辐射热迅速减小; 当辐射热量由 3 7. 5kW/m2降至1 2. 5kW/m2时, 对人及设备的伤害程度大大降低; 如果不考虑风速及临近油罐的喷淋带来的影响, 临近油罐的安全距离应为3 5. 5m。     

地下车库火灾消防措施的数值模拟分析

采用FDS的大涡模拟和并行运算方法,以汽车表面覆盖燃料为火源,对某大型地下车库排烟系统和自动喷淋灭火系统的消防效果进行数值模拟分析。结果表明:排烟系统主要降低烟气浓度,有效改善能见度。水喷淋主要降低热释放速率,较好的控制火场温度,并能把烟气控制在顶棚附近,且与排烟系统联合作用时,能够更好地控制火势发展,有效扑灭初期火灾。为防火设计和方案评估提供参考依据,对减少火灾造成的人员伤亡和财产损失具有重要的意义。     

风况对露天油池燃烧特性的数值模拟

采用Fluent软件对不同风况下煤油池的燃烧特性进行数值模拟研究,通过选择非预混燃烧模型、P1辐射模型和k-ε湍流模型,分别对无风、常风和变风三种情况下油池燃烧过程中的温度、热辐射量和火焰倾角等参数的变化进行对比分析。结果发现,在无风情况下,热辐射量随径向距离的变化曲线近似呈现高斯分布;风力的大小对燃烧的温度场影响很大,但变化频率对其影响不明显;风况的改变主要是对火焰温度、热辐射量等传播特性产生影响,对燃烧反应的反应程度影响不大。研究为以后油池燃烧事故的预防及处理措施提供了参考依据。     

受火后钢-混凝土组合梁材料性能试验研究

为研究火灾高温后组合梁桥的基本材料力学性能与特征,共制作3片具有代表性的缩尺梁模型：简支 T 形梁、简支箱形梁及连续箱形梁,利用火灾试验炉进行局部三面受火试验,并给出详细的试验方案。通过受火后取样试件与未受火试件的材性试验结果对比,可以发现受火（最高温度在700～900℃）对钢板材料的屈服强度及极限强度均有一定程度的降低,降低幅度为10％～20％;而钢板材料弹性模量随温度升高略有变化,但变化值不大。火灾对混凝土强度材性的影响可以忽略不计,但对其冷却后的材料强度有一定影响,相对于常温混凝土其强度会降低5％左右。     

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.