火源位置对侧向排烟隧道排烟效果影响研究

在采用侧向排烟的隧道内,由于火灾可以出现在距离排烟口的不同位置,隧道内温度及烟气流动也随之发生变化。因此,采用FDS,通过设定不同的纵向火源位置,研究侧向排烟隧道内的温度与烟气流动特征。结果表明,侧向排烟口对一定范围以内的区域能起到降温作用,其排烟量越大,温度降低越显著;侧向排烟口距离火源越远,越容易发生吸穿;排烟量的增加能显著减少烟气的纵向传播距离;与排烟量相比,火源位置对总排烟效率的影响不大,只对较近排烟口的排烟效率有明显影响。     

隧道横向偏置火源顶棚温度纵向分布特性研究

为研究隧道横向火源位置对隧道顶棚温度沿纵向分布过程的影响,采用数值模拟与全尺寸模型实验相结合的方法,分析3 种火源功率多种横向偏移位置火源燃烧产生的顶棚温升与对应中心火源工况沿隧道纵向不同位置的温度分布特性。结果表明：对于多种横向偏置火源位置,火源所处纵向的顶棚温升衰减仍可用指数形式描述,越靠近隧道侧壁,温升衰减速度越快。火源与横向中心的偏距和纵向距离的耦合影响对温升衰减规律可以用相对独立的公式形式进行描述。火源功率越大,不同偏距火源下影响温升纵向衰减的范围越小。     

隧道长度对烟气分布影响数值模拟

采用数值模拟方法,研究隧道长度对火灾烟气质量流量及烟气层厚度的影响。隧道长度分别设定为100,200,300,400,500 m。结果发现：设定条件下,烟气蔓延距离大于200 m时,烟气沉降明显,烟气质量流量和厚度呈现先增大后变小的趋势;烟气层下方存在诱导气流,二者之间的剪切作用共同影响烟气质量流量和厚度的变化;200 m范围内,诱导气流的速度随着与火源距离的增加而增大,主要是由于烟气层温度较高,浮力效应较强,从而卷吸下层冷空气,导致烟气质量流量和厚度增大,下方诱导气流空间减小,导致速度增加;200 m范围外,烟气层温度大幅降低,浮力效应减弱,诱导气流惯性力在二者剪切作用下占据主要作用,从而卷吸上层烟气,导致烟气质量流量和厚度减小。     

隧道内烟气温度分布受环境因素影响的研究

参照福州象山隧道的实际尺寸,依据密度修正弗劳德准则进行缩尺试验,得到了不同环境因素下的顶棚烟气温度和人眼特征高度处的烟气温度数据,并将测量值与理论计算值进行对比。结果表明:纵向通风会降低顶棚烟气的最高温度,使火灾热量产生漂移;纵向通风对人眼特征高度处的烟气温度有较大影响,当烟气层沉降到人眼特征高度处时应开启风机通风,这种做法能迅速降低隧道内温度,为人员逃生和救援赢得更多的时间;环境温度对顶棚烟气最高温度及人眼特征高度处的烟气温度都有一定的影响,在确定火灾级别和人员逃生时间时可供参考;在有、无纵向通风2种情况下,分别采用2种理论计算方法,其计算结果与试验测量值之间均呈现出良好的一致性。     

油罐车行驶速度对隧道火灾温度及烟气蔓延的影响

利用Fluent建立隧道内油罐车运动火灾模型,模拟研究不同行驶速度下,隧道内油罐车发生火灾后的温度分布和烟气输运规律。结果表明,在行驶速度较慢时,隧道内会形成顶棚射流,羽流向运动前方扩散速度较快且温度较高,高温区的影响范围、烟气浓度及分布范围也较大。随着车速增大,顶棚射流的位置更加靠近运动前方,顶棚射流难以形成,油罐车后方形成卷吸的涡旋团流,高温区影响范围也在相对风流的作用下逐渐减小,烟气浓度在油罐车后方的某一位置出现突变。     

火源—竖井间距对自然通风隧道火灾烟气流动特征的影响

通过数值计算,研究顶部开口自然通风隧道火灾火源–竖井间距对烟气流动特征与竖井排烟效率的影响。考虑因素有火源–竖井间距、竖井断面尺寸。结果表明：随着火源–竖井间距的增大,竖井前方来流烟气的质量流量增大,且竖井的排烟效率逐渐降低,竖井内空气卷吸量减少;当火源–竖井间距较小时,竖井更有利于排出更多的热量,竖井后方的温度降低幅度更大,烟气可以被控制在更小的范围内。此外,随着竖井截面尺寸的增大,竖井的排烟效率增加,且增大竖井的宽度更有利于增加竖井的排烟量。因此建议当相邻竖井的间距较大时,可适当增加竖井的截面尺寸和竖井高度。     

水平交叉隧道间夹角对火灾烟气特征参数分布的影响研究

利用FDS数值模拟,研究火源位于支路隧道时,交叉隧道间夹角对主隧道内烟气蔓延的影响,分析了主隧道的烟气浓度、烟气层高度和顶棚最高温度分布状况。结果表明,随着角度由90°减小至30°,主隧道交叉口两侧的烟气浓度呈现非对称特点,钝角方向的烟气浓度大于锐角方向的烟气浓度,但是交叉角度对两个方向的烟气层高度的影响不明显。主隧道内钝角方向顶棚下方烟气最高温度大于锐角方向最高温度,钝角方向最高温度随夹角的减小而增大,锐角方向最高温度随夹角的减小而减小。基于烟气蔓延过程的质量和动量守恒分析,揭示了主隧道内烟气浓度、顶棚最高温度等特征参数的演化机制。     

学校宿舍楼火灾烟气流动及温度分布规律研究

建筑物发生火灾时,产生的大量烟气是对人员危害性最大的因素之一。为了研究火灾时的烟气流动规律,运用场模拟软件FDS(Fire Dynamics Simulator)对甘肃地区某内长廊式初级中学宿舍楼在各层门窗及一层主出入口的开启和闭合等不同通风状况下的火灾场景,进行数值模拟,研究了建筑物通风情况对火灾时烟气流动、温度分布的影响规律。分析结果表明:通风面积越大,烟气层高度越高,而走廊和楼梯间温度均较低;烟气容易在楼梯出口处聚集,特别是一层通向外界的出入口封闭后,对流换热效应减弱,烟气很容易蓄积,形成蓄烟池效应。根据研究所得烟气分布规律,提出内长廊式学生宿舍的安全疏散设计和应急管理的改进措施。     

基于FDS的隧道火灾烟气运动模拟分析

以某隧道为例,设置火源点,利用火灾动力学模拟软件FDS进行模拟计算,分析各种工况下火源附近拱点最高温度、烟气逆流长度、横截面温度及烟气流动的变化规律,为灭火救援作战提供参考。     

管廊内火源高度与防火封堵耦合作用下温度分布

为研究管廊内火源高度与防火封堵耦合作用下的温度分布,搭建了1:3的缩尺寸马蹄形管廊模型,通过改变火源的高度和管廊一端的开闭情况,分析管廊内的温度分布.结果表明,高度为10 cm的火源较其他高度的火源在管廊一端封闭的情况下最高温度值最大.在垂直方向上,管廊内的烟气层厚度与火源高度和一端是否封闭关系不大,始终为17 cm左...     

隧道内火灾烟气流动对疏散救援的影响研究

利用商业CFD软件PHOENICS 3.5对雪峰山特长隧道进行了火灾的数值模拟,研究了在不同纵向通风风速的条件下,隧道内火灾的烟雾浓度场、温度场等的纵向、横向分布规律和烟气的回流情况,并研究了火灾烟气的动态发展规律,同时分析其对疏散救援的影响,最后提出了控制烟雾、满足火灾救援和人员疏散的有效措施,其结论可为研究隧道内的烟气的流动情况和制定疏散救援方案提供重要参考依据.     

隧道火灾时拱顶最高烟气温度的实验研究

隧道火灾时拱顶最高烟气温度的预测在隧道防火安全设计中占有很重要的位置,本文通过1/20小尺寸模型实验和全尺寸现场试验对不同纵向风速作用下拱顶最高烟气温度进行了研究。根据隧道全尺寸试验和小尺寸实验研究结果,Kurioka等人通过小尺寸实验所建立的预测模型在纵向风速没有扰乱烟气分层时具有较好的可靠度,可以推广应用到实际隧道工程设计中。     

建筑开口流量系数及其对火灾烟流的影响

在高层建筑火灾试验塔上测试了典型门、窗不同开度时的流量系数。该系数可用于火灾烟气流动预测计算,也可用于压送风量及一般建筑通风换气计算。同时,运用建筑物火灾烟气流动性状预测计算软件,分析了门窗开度及流量的系数对火灾烟流的影响。     

地下商业街火灾烟气流速的试验研究

本文介绍了以实体火灾试验的方式研究地下商业街中不同防、排烟条件下火灾烟气的流动情况,及不同防、排烟条件下的火 灾试验结果的比较。     

室内火灾烟气流动随机性研究述评

评述了目前国内外室内火灾烟气流动随机性研究的现状、室内空间火灾烟气流动随机性的基本原因、影响烟气流动随机性的因素以及这些因素的影响机理等.     

秦岭特长公路隧道火灾温度场分布试验研究

特长公路隧道火灾 ,扑救困难 ,易造成严重损失 ,是影响隧道安全运营的一个关键因素。借助火灾模型试验 ,以火灾规模和通风风速作为两个主要的影响因素 ,研究了火灾时隧道内温度场的纵向及横向分布规律 ,以及火灾时温度场的扩散范围。并根据试验成果对秦岭隧道结构的防火措施、设备的布置方案、火灾时通风风速的设定以及行车距离的限制等给出了合理的建议     

公路隧道火灾温度场的分布规律研究

隧道火灾随着通风风速和火灾规模不同 ,其温度场也发生了变化 ,本文对五种不同风速下的三种火灾规模进行了试验 ,研究了火区内和火区下游最高温度的变化规律、温度随时间的变化规律、温度沿隧道纵向分布规律、温度沿隧道横断面分布规律等 ,这对公路隧道防灾减灾设计有现实的指导意义。     

外部环境对城市地下隧道火灾烟气扩散影响的研究

采用CFD方法运用κ-E双方程模型,分别对不同外部环境下隧道匝道口火灾时烟气扩散情况进行模拟,比较不同温度和外界风速情况下烟气扩散及控制效果.结果表明:无外界风时,射流风机产生的导烟气流能迅速将大量烟气排出隧道,但随着外界风力的增强,导烟作用降低,隧道内烟气的排出越来越困难,且隧道内烟气温度随之降低,烟气沉降也更加严重;夏季排烟效率相对冬季降低了11.1%,北匝道内烟气平均温度升高了50K,冬季外界风力为0.8m/s和2.12m/s时,排烟效率相对冬季无外界风时分别降低了22.4%和9.8%,北匝道内烟气平均温度降低了30K和75K.     

建筑物火灾烟气流动性状预测

述及国家自然科学基金资助项目《建筑物火灾烟气流动性状预测》的主要研究成果。介绍建筑物火灾烟流数学模型及其应用软件,并将数值模拟结果与实体火灾试验结果进行比较。