导线间距对倾斜平行双导线火蔓延特性的影响研究

以双根平行聚乙烯铜导线为研究对象,开展了导线倾角为0~90°、间距为0~17 mm的一系列火蔓延试验,分析了燃烧过程中火焰形态、火焰高度、长度以及火蔓延速率的变化规律。结果表明:(1)倾斜平行双导线的火焰形态随导线间距增大会经历3个阶段:融合阶段、靠近阶段以及独立阶段;(2)双导线火焰高度(除90°倾角外)、火焰长度、火蔓延速率均随倾角增大而增大,随间距增加表现为先增大后减小趋势;(3)双导线火蔓延速率起初小于单导线,随着导线间距增加而增大并在融合后期达到峰值,随后逐渐减小并在独立阶段与单导线保持一致;(4)建立了双导线火蔓延速率与火焰长度的正比关系,其比例系数为0.078,比单导线的比例系数略小。

可燃物清理对西昌市森林火灾危险性的影响研究

为探究2种常见可燃物(常绿阔叶灌丛和针叶林下枯落物)的清理对凉山州西昌市森林火灾危险性影响,使用FlamMap软件模拟了4种清理办法和未处理的工况,对比分析清理前后的燃烧概率(BP)和平均火焰长度(MFL)变化。模拟结果显示,清理常绿阔叶灌丛和针叶林下枯落物可有效破坏可燃物水平连续性,进而减小西昌市森林火灾的BP和MFL,且环境风速越大,处理效果越明显;清理灌丛的效果明显优于清理针叶林林下枯落物的效果;在蔓延速度大、较易燃的可燃物成片聚集的区域内,BP明显大于周围环境,而且清理处理效果明显较好。因此,部署可燃物清理计划时,应着重关注对杂草灌丛的清理,尤其关注成片存在、水平连续性较大以及一些容易产生着火点的区域。

分岔隧道火灾烟气回流长度及温度分布试验研究

为研究分岔隧道火灾时烟气流动特性,在1∶10缩尺寸分岔隧道模型中开展一系列火灾试验,火源位置设置在分岔隧道内,选取2个火源功率(15.9和31.9 kW),7个通风风速(0、0.45、0.60、0.75、1.0、1.3和1.6 m/s),重点分析不同纵向通风风速作用下主隧道内烟气回流长度、主隧道温度分布及分岔隧道温度分布。研究结果表明:火灾发生在分岔隧道时,主隧道内烟气回流长度符合THOMAS烟气回流长度预测模型,但系数C;远小于单洞隧道内的研究结果;主隧道内无量纲烟气温度分布符合指数衰减模型,衰减系数k随着纵向通风增加符合幂函数衰减;分岔隧道内无量纲烟气温度分布符合指数衰减模型,衰减系数k′随着纵向通风增加符合线性衰减。

纵向通风与竖井自然排烟下隧道火灾烟气特性实验研究

中国逐渐发展成为世界上隧道和地下工程最多的国家,其长隧道数量和长度跻身世界前列。据统计,火灾中85%的人员死亡是由热烟气造成的,目前隧道中采用较为广泛的排烟系统有纵向排烟系统、集中排烟系统和横向排烟系统,而针对长隧道来说,我国广泛采用的是竖井式纵向通风,因此,研究纵向通风与竖井排烟综合效应下隧道火灾烟气流动特性及温度分布规律具有重要意义。本文建立了1:10缩尺寸竖井隧道模型,主隧道长度16.5 m,宽度1.3 m,高度0.65 m;竖井通过排烟横通道与主隧道连接,排烟横通道设置在主隧道侧面中部,尺寸为1.2 m长、0.6 m宽、0.4 m高;竖井横截面为半径0.6 m的1/4圆,高4.6 m。在竖井隧道模型中开展了一系列油池火实验,选取2种方形燃烧池(20 cm×20 cm、23 cm×23 cm)作为火源,设置2个纵向火源位置(位置A:火源中心线与排烟横通道中心线距离0.375 m;位置B:火源中心线与排烟横通道中心线距离1.375 m),7种纵向通风风速(0,0.18,0.27,0.35,0.44,0.52,0.69 m/s),定量分析不同工况下温度分布及烟气逆流长度。研究结果表明:当无纵向通风时,火焰与隧道地板垂直,且呈轴对称形态;当有纵向通风时,火焰向下游偏移,且纵向通风风速越大,火焰向下游偏移越明显;当纵向通风风速为0 m/s时,由于竖井的存在,火源上、下游两侧烟气温度分布并非对称,火源下游(竖井侧)烟气温度下降速度较快,与单洞隧道烟气温度分布明显不同;随纵向通风风速增加,烟气逆流长度和烟气温度减小,而最大温度偏移距离整体呈增加趋势;当无量纲纵向通风风速v′<0.19时,主隧道最大温升△T_(max)与Q^(2/3)/Hef^(5/3)呈正比,而当无量纲纵向通风风速v′>0.19时,主隧道最大温升△T_(max)与Q/(vb^(1/3)Hef^(5/3))呈正比,但常数系数均小于Li等预测模型中的常数系数;竖井隧道内无量纲纵向烟气温度分布符合Fan和Ji等建立的纵向温度衰减模型,衰减系数k′在1.36~1.63范围内变化,但其值明显大于单洞隧道纵向温度衰减系数k′;另外,当火源位于位置A时,最大烟气温度低于火源位于位置B时的最大烟气温度,无量纲纵向烟气温度衰减速度慢于火源位于位置B时衰减速度。

不同倾角下单导线与相邻双导线火蔓延特性对比

前人对于不同倾斜条件下导线火蔓延特性的研究主要考虑导线单根布置的情况,对于导线相邻并排布置情况的研究较少。该文基于可调间距倾斜平行导线火蔓延实验平台,开展了不同倾斜条件(0°、30°、60°、90°)下单导线及相邻双导线火蔓延特性对比研究,分析了火焰形态、火焰长度、火焰高度、火蔓延速率和温度等火蔓延特征参数的变化规律。通过实验研究发现:在单双导线火蔓延过程中,熔融绝缘材料会发生滴落和流淌行为,且相邻双导线发生滴落和流淌的频率大于单导线;双导线的平均火焰高度和火焰长度始终大于单导线,且单双导线平均火焰高度随着倾斜角度的增加先增大后减小,平均火焰长度随倾斜角度的增加而增大;由于双导线火蔓延存在传热和卷吸作用重叠区域,导致其火蔓延速率始终小于单导线。