火源位置对地下综合管廊温度场影响研究

为了研究火源位置对城市综合管廊电缆舱火灾温度场分布的影响,建立了1:1.9小尺寸综合管廊模型,在管廊圆截面上进行0°、45°、90°和135°四种火源位置的地下综合管廊电缆舱火灾实验。结果表明,火源角度越大,质量损失速率越大,热释放速率越高;管廊顶棚下方最高温升与火源距顶棚的距离和无量纲释热速率有关,对实验数据进行整合分析,给出了与火源位置有关的管廊顶棚下方最高温升模型;烟气层厚度和火源与顶板之间的距离正相关,并验证了热电偶树温升判别法测量烟气层厚度的可行性;顶棚温度沿纵向呈指数规律衰减,且火源角度越大,衰减趋势越大。     

城市地下综合管廊火灾烟气温度场研究

为研究综合管廊电力舱室内火灾初期温度场特征,建立1∶3.6小尺寸综合管廊模型,通过改变盛放汽油盘的大小改变火源功率,进行油池火火灾实验。运用Origin软件对温度数据进行分析,得到烟气温度与距离的衰减经验公式;运用FDS软件对与实验相同工况下的几何模型进行计算机模拟,以验证FDS模拟结果准确性。实验结果表明:不同火源功率下,烟气温度均呈现幂函数衰减;火源功率较大时,温度衰减梯度也较大;对距火源0.3m处垂直方向上烟气温度进行分析得知,火灾烟气蔓延过程中存在烟气分层现象。通过FDS模拟结果与实验结果对比,得出两者结果较为相近。     

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。     

管廊中不同横向位置线性火源温度场分布研究

为研究不同横向位置线性火源在管廊内的温度分布，将线性火源分别设置在距管廊中心0、20、40、60 cm的横向位置，开展缩尺寸管廊模型试验。研究发现，各工况的纵向温度均随时间增加先增高后降低再升高；最高温度在线性火源距中心的横向距离增大过程中先下降后升高，达到最高温度的时间也先增加后缩短；弧形管壁对火源燃烧存在一定影响；在距管廊中心0 m横向截面处的各工况均在其垂直方向上的角度达到最高温度；在距管廊中心0.5 m横向截面中，各工况最高温度对应的角度均为15°；在火源距管廊中心的横向距离增大时，−45°~45°区间的温升差距增大。     

风速影响下综合管廊烟气运动规律探究

类比应用地铁隧道火灾的相关理论,分析在有风情况下,城市地下综合管廊火灾烟气的蔓延情况。通过对管廊火灾形式的调查发现,管廊火灾以电缆火灾为主。利用小尺寸模型和数值模拟两种手段对有风情况下的管廊火灾进行研究。结果表明:管廊火灾临界风速基本符合烟气逆流长度经验公式;管廊烟气蔓延过程可以分为三个过程,宏观上可以认为管廊烟气蔓延是一维蔓延过程;随着蔓延距离的增加,烟气的蔓延速度逐渐降低,并在距离火源30 m处出现拐点。     

综合管廊内线型火源烟气温度场研究

为研究线型火源火灾温度场在综合管廊内的分布规律,在一全长11.5 m、内径1.5 m、外径1.8 m的管廊模型中开展了4种不同长宽比的油池火实验,运用Origin软件对温度数据进行分析。结果表明,随着火源当量直径减小,管廊内的最高温度逐渐降低;不同火源条件下,烟气温度均呈现幂函数衰减;火源长宽比越大,管廊内横向温度分布越平缓,横向温度分布存在界点,在界点两侧,温度大致呈线性分布。     

综合管廊电力舱火灾特性试验研究

建造100 m×3 m×3 m的综合管廊模拟火灾试验平台,针对因电缆接头发生故障而局部起火燃烧的工况,设计交联聚乙烯作为燃料的模拟电缆火源模型和引燃方式,通过火灾试验研究电力电缆在综合管廊内的火灾特性规律。分析管廊内不同位置的温度变化、氧气体积分数变化,总结电力舱起火燃烧的4个阶段的火焰蔓延规律、温度变化规律以及氧气对燃烧状态的影响规律,为消防技术在综合管廊内的工程应用提供指导。     

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。     

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...     

水电站不同火源强度烟气运动模拟

应用FDS模拟水电站地下主厂房火灾烟气填充与流动动态过程,分析不同火源强度下烟气分层规律.重点分析火源强度为10 MW时的烟气填充过程、顶棚射流温度和横向烟气温度的变化特点.结果表明,烟气到达某一高度的时间随火源强度的变化服从一阶指数衰减;顶棚射流温度和烟气层横向温度变化具有很强的规律性;下层空气温度不高但浓度相对较高;同一水平面的烟气浓度分布很不均匀,距火源30 m以外处的浓度是距火源中心10 m以内处浓度的2～3倍.     

城市综合管廊电力舱火灾行为试验研究

为了研究综合管廊电力舱火灾发展规律,本文分析了电力电缆火灾危险性和起火原因,建造了100 m×3 m×3 m综合管廊模拟火灾试验平台,基于真实电力电缆剖面结构,设计了模拟电缆火源模型并开展了燃烧对比试验和火灾燃烧相似性分析,开展了电力舱在非通风和1 m/s风速下的火灾模拟试验,分析了模拟电缆完成多层立体燃烧的全过程,研究了火焰和烟气蔓延规律以及氧含量变化规律,提出了电力舱火灾发展的4个阶段,试验认为火灾发生后,及时关闭通风系统和防火门等开口有利于抑制火灾发展,电缆层间设置防火隔板可以延缓多层电缆形成大规模燃烧的时间,舱内起火应立即切断所有电力回路,避免引发连环火灾爆炸。     

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。     

高海拔隧道全尺寸火灾烟气及温度场特征试验研究

通过对海拔为4100m的高海拔隧道进行全尺寸火灾试验,揭示高海拔隧道火灾烟气下沉及温度场变化特征。试验采用三种不同尺寸火源(0.8m2、1.0m2、2.0m2),对隧道火灾烟气蔓延特征、火区最高温度、隧道拱顶纵向温度分布进行研究。试验研究结果表明：隧道火灾试验初期及燃烧稳定阶段,火源附近隧道上层烟气与下层冷空气分界明显,火灾后期烟气下沉严重;较小风速有利于高海拔隧道小规模火灾烟气逆流层纵向和垂向蔓延的控制。隧道火灾温度场研究表明：隧道火灾温升速率随火源热释放率增大而增加;火源附近20m范围内温度衰减速率较快,远火源区域隧道拱顶纵向温度衰减较慢,趋于平缓;通过对火源上方拱顶烟气温度分析,发现隧道火灾探测采用差温报警模式较定温报警模式更加有效,并得出10℃/min的温升速率可基本满足高海拔隧道小规模火灾的初期报警;隧道拱顶纵向温度分布规律导致火源远场烟气下沉严重而近火源区域烟气层化较好的特征。高海拔隧道火灾温度分布特性试验研究,可为高海拔隧道火灾动力特性研究提供依据,为高海拔隧道人员疏散逃生提供指导及建议。     

空调通风工况地铁站台初期火灾烟气运动规律

通过在地铁站台进行的火灾实体试验,对车站各种空调通风条件下棉绳阴燃火与聚氨酯明火的烟气速度、温度进行监测与分析,研究地铁中具有格栅镂空吊顶的车站站台在不同空调通风工况下火灾初期烟气运动的规律。多点风速探头和温度记录探头设置在火源正上方以及在距火源水平距离约2 m远的4个位置,分别设置在镂空格栅吊顶的上方和下方。在空调通风工况下,送风对烟气的上升有不同程度的抑制作用,一定程度上延长了火源的燃烧时间。对于阴燃火源,烟气温度的降低导致烟气很难升至吊顶上方。     

超高海拔隧道火灾燃烧与烟气温度现场模型试验研究

随着我国川藏铁路和高原公路的不断修建,超高海拔地区“三低”环境特征将对高原隧道火灾燃烧和烟气扩散特性产生严重影响。文章采用移动模型隧道火灾试验平台对成都平原、海拔3544m、4103m超高海拔山区在相同油盘尺寸和燃料体积条件下,火灾燃烧和烟气温度分布进行现场试验研究。研究结果表明：随着海拔高度的增加,火灾热释放率和火源区拱顶温度不断下降,燃烧时间明显增长;与平原地区相同火灾规模相比,超高海拔隧道火源区拱顶温度略有下降;超高海拔地区拱顶纵向温度衰减速率显著低于平原地区,火灾高温烟气热浮升力效应在超高海拔隧道内更突出。     

海拔高度对公路隧道火灾烟气分布特性影响研究

高海拔地区存在大气压力低、空气密度小、含氧量低等特点,对公路隧道火灾燃烧和烟气扩散的影响与平原地区隧道有显著差异。为了得到不同海拔高度条件下公路隧道内火灾烟气扩散特性和温度场分布规律,依托米拉山高海拔特长隧道,采用FDS计算软件,对海拔0~ 6 km范围内不同海拔高度的隧道火灾进行三维数值模拟计算。分析不同海拔高度条件下火灾烟气逆流长度、隧道拱顶温度、距地面1.8 m高度处温度分布、隧道竖向温度分布等主要参数。研究结果表明:随着海拔高度的增加,火源上游区域烟气逆流长度不断减小,烟气逆流长度与海拔高度大致呈线性关系,海拔6 km情况下烟气逆流长度为平原地区的57%;与平原地区隧道相比,高海拔地区隧道火源上游区域温度较低,火源下游区域温度较高,高海拔隧道火源下游区域烟气温度降低幅度较大;火源下游区域,高海拔地区隧道竖向温度增长较快。     

综合管廊内防火隔板对电缆火蔓延的影响

以苏州城北路综合管廊标准段为参考建立FDS全尺寸火灾数值仿真模型,模拟分析综合管廊电力电缆舱室发生火灾时的火势发展形势、温度分布。在管廊左、右两侧设置了4层电缆,分有、无防火隔板两个场景研究防火隔板对火势发展及温度分布的影响。结果表明：未设置防火隔板时,管廊内发生火灾时火势的发展方向首先以横向蔓延为主,顶部电缆随着火势的扩大及烟气聚集传热发生燃烧最后向管廊的其他区域蔓延。设置防火隔板后,竖向火的蔓延时间延缓了约40%,管廊内最高温度降低约18%。     

曲线隧道内烟气扩散特性模拟研究

通过FDS数值模拟对70、150、200、250、300、400m等不同半径及5、30 MW两种火源功率下曲线隧道内烟气的扩散规律进行研究,并与平直隧道内烟气的扩散特性进行对比。研究结果表明:曲线隧道内横断面上的烟气温度分布沿隧道中心线不是对称分布,隧道外侧烟气的扩散明显快于内侧;曲线隧道内距地面3m以上区域内温度沿长度方向的变化趋势与直线隧道相同,随着距火源距离的增加而逐渐降低,但在距地面较低处,烟气温度沿长度方向上的分布趋势是先升高后降低,在弯道部位出现局部高温。     

低氧条件下综合管廊电缆舱火灾行为研究

为研究综合管廊电缆舱在低氧气浓度下的火灾行为,通过注入液氮的方式形成低氧环境,将电缆布置在距离中心0、30、60 cm 位置处,进行缩尺寸管廊实验,并与正常氧气浓度下的实验进行对比。研究发现,在低氧气浓度下,火焰面积减小,且在火源靠近侧壁的情况下,火焰的弯曲程度减小;对纵向温度作无量纲处理后进行拟合,得到两种氧气浓度下的纵向温度衰减经验公式;横向最高温度均出现在火焰垂直方向对应的顶棚位置附近,低氧气浓度下的最高温度低于正常氧气浓度下的最高温度,在火源靠近侧壁的情况下,受火焰温度影响,导致温度差增大。     

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。