长通道内机械排烟速率对烟气层吸穿影响的数值模拟研究

通过数值模拟,分析了长通道内机械排烟时排烟口下方的流场结构、烟气层温度和厚度,定量描述了烟气层厚度、温度与排烟速率之间的关系.结果表明,排烟速率大到一定程度时会导致烟气层吸穿,使得机械排烟效率降低.

建筑外立面形式对开口溢流火焰特征影响的大涡模拟研究

通过FDS数值模拟分析不同开口高宽比、L型外立面和U型外立面条件下的开口溢出火焰形态、火焰高度和外立面辐射热流密度变化规律。结果表明,单侧翼墙条件下的平均火焰高度比无翼墙限制条件下的火焰高出10%以上,双侧翼墙限制条件下的平均火焰高度比无翼墙条件下高出60%以上;溢出火焰的附壁燃烧程度在外立面构造形式从无翼墙、单侧翼墙、双侧翼墙的变化过程中逐渐增强,对外立面产生的辐射热流密度也随之明显升高,且火焰在双侧翼墙条件下完全发生附壁燃烧,对建筑外立面形成的火灾危害显著增大;开口高宽比越大,火焰高度越高。

通道火灾CO输运过程中体积分数随时间的变化特征

根据理论分析,将通道内的火灾烟气层划分为若干个区段,对每一区段建立了组分守恒方程;通过求解,得到各区段内CO体积分数在稳定燃烧阶段随时间呈幂指数增长关系.通过开展小尺寸模拟实验,测得了各区段内的CO体积分数和温度数据,并对CO体积分数随时间的变化进行了分析.结果表明,理论方程能够很好地对实验测量结果进行逼近;近火源位置相比于远离火源位置的CO体积分数增长速度快,稳态体积分数值高;随着与火源距离的增大,CO体积分数的增长速度以及稳态值都会减小.

纵向风对通道火灾烟气竖向分层特性的影响

研究了纵向风对通道火灾热分层和烟颗粒分层特性的影响.纵向风可能使通道内的分层流出现Kelvin-Helmholtz流动不稳定性,并导致烟颗粒向下部空间扩散;当纵向风较大时,烟气层的热分层稳定性被破坏,导致烟颗粒与冷空气出现强烈掺混,烟颗粒层显著变厚.通道火灾的热分层和烟颗粒分层特性与Froude数或Richardson数关联紧密.实验初步得到了出现Kelvin-Helmholtz流动不稳定和热分层不稳定的临界条件.

建筑外立面水平分隔物下方的开口溢流火焰长度分析

在不同房间火源功率与开口尺寸条件下,研究了水平分隔物对开口溢流火焰结构的影响。通过图像处理的方法对实验获得的溢流火焰视频图像进行了捕捉和量化。利用实验与理论分析相结合的方法,建立了描述水平分隔物下方溢流火焰流动与燃烧状况的数学模型,并确定了水平分隔物下方溢流火焰的质量卷吸系数约为0.12,而其燃烧过剩空气系数约为3.7。基于研究确定的燃烧与流动关键参数,获得了水平分隔物下方溢流火焰长度的预测公式,可为水平分隔物尺寸的确定提供参考依据。

纵向风对隧道柴油池火影响的试验研究

在全尺寸隧道模型中开展了试验研究,采用柴油池火设计了2.8~12.2 MW共8组工况,考查了油盘面积2~5 m^2、纵向风速0.2~2.0 m/s条件下隧道火灾烟气层形态、热释放速率和火源燃烧速率的变化规律。研究发现,各工况在该区域附近的烟气分层效果较好,纵向风速对各工况中火源区烟气分层影响不明显。热释放速率经验计算值比测量值普遍高7%~30%,但当火源面积较大、纵向风速较高时经验计算值显著低于测量值。火源平均燃烧速率表现出与热释放速率一致的变化规律,随隧道纵向风速增大而增大。在纵向风作用下,3 m^2和5 m^2柴油池火的燃烧速率比无风环境下分别高出18.4%和25.1%。

防火分隔形式对电缆隧道火灾的影响规律研究

针对实际电缆隧道中防火分隔形式多样、差异较大的问题,使用数值模拟的方法对无防火分隔时不同火源规模下的电缆隧道火灾发展规律和三种防火分隔形式对抑制电缆火灾效果的影响进行了研究。结果表明:电缆燃烧长度超过10 m时,火焰会因隧道中部燃烧区氧气供应不足向隧道两端快速游走;对隧道断面采取局部防火分隔的方式无法阻止火焰和烟气的蔓延,且防火分隔限制了空气向火源区域的流动,反而会促使火焰更早开始向初始燃烧区外的部位游走;只分隔电缆支架区域以及分隔电缆支架和隧道拱顶区域时,火焰游走的平均速度为0.14 m/s,在相同情况下无防火分隔时火焰游走的平均速度为0.13 m/s;对电缆隧道全断面进行分隔才能有效控制因缺氧造成的火焰游走,并使火焰自熄灭,从而最大程度地降低火灾造成的危害。该研究可为电缆隧道防火分隔的工程设计提供参考。

城市综合管廊局部应用超细干粉灭火装置的实体火灾试验研究

针对超细干粉灭火装置在城市综合管廊的应用过程中缺乏设计依据的问题,分别针对贮压式和非贮压式超细干粉灭火装置开展了实体火灾模拟试验,提出了局部应用超细干粉灭火装置保护宽度、灭火设计强度的试验方法。通过试验研究获得了灭火装置的最小灭火设计强度,提出了城市综合管廊局部应用超细干粉灭火装置的工程用量设计方法,可用于指导管廊工程中超细干粉灭火装置的精细化设计。

火灾场景室内建筑物形变监测系统设计

针对火灾场景下,常规形变监测手段因无法克服恶劣环境而导致检测精度、通信效率、数据可信度降低的问题,设计基于LoRaWAN架构的建筑物形变监测系统。本系统主要包括倾角传感器、温度传感器、基于LoRaWAN的数据采集器以及网关。通过工字梁加负载形变试验,验证系统具有在火灾场景中实时传输建筑物内部可信形变数据的功能。

创新消防工程专业实验教学与实践方式的思考

分析了国内高等院校消防工程专业的实验教学、实践方式和创新能力培养的基本情况,并结合消防工程的实际应用需求,初步探讨了教学和实践相结合的必要性和可行性,为消防工程本科专业的应用型人才培养提供了思路。旨在探索提高消防工程专业人才培养质量,拓展人才的实践能力,以适应“全灾种、大应急”的新时代需求。

越江盾构隧道排烟口设置位置对比研究

为了研究越江盾构隧道顶部排烟和侧壁排烟两种模式对火灾烟气的控制效果,运用CFD数值模拟的方法对比分析了两种模式对烟气层高、隧道拱顶温度、排烟口的排热速率和排热效率等指标的影响。结果表明:顶部排烟模式下烟气纵向蔓延速度要明显更慢;侧壁排烟模式对向下游蔓延的烟气控制效果较差,烟气层高和拱顶温度在火源两侧呈近似对称分布。在排烟效率方面,顶部排烟模式效果相对较高,比侧壁排烟模式高出9%。综合来讲,顶部排烟模式对烟气的控制效果更好,因此从烟气防治的角度来讲盾构隧道排烟设计应优先考虑顶部排烟方式。

高层及超高层建筑火灾试验用环境风场模拟装置研发

开展高层及超高层建筑火灾试验研究时,若不考虑室外环境风场的影响将无法较为真实地反映出建筑外立面真实的火场环境,既有的环境风场模拟装置大多应用于火灾科学以外的领域,虽然也有为数不多的用于火灾试验的环境风场模拟装置,但其在高层及超高层建筑外立面火灾试验方面的应用仍存在很大的局限性。本文主要介绍了一种针对上述技术不足而专门研发的应用于建筑外立面火灾试验的环境风场模拟装置,论述了该装置的主要组成和技术功能,并对其今后的应用提出设想和展望。

复合固体推进剂黏合剂研究进展

综述了端羟基丁二烯(HTPB)、端羟基共聚醚(HTPE)、聚缩水甘油叠氮醚(GAP)、聚3-硝酸酯甲基-3-甲基氧杂环丁烷(PNIMMO)和聚缩水甘油硝酸酯(PGN)等几种主要黏合剂近十年的发展概况。强调优化固化体系、完善黏合剂网络结构以及嵌段改性是当前黏合剂发展的主要策略和技术手段。同时,提出随着纳米科技、高分子合成与改性新技术以及超分子化学的蓬勃发展,自修复和3D打印技术已经成为引领黏合剂发展的前沿领域。

基于人工智能的外立面开口火溢流温度场预测

为了明确外立面构造形式对开口火溢流的影响,对不同外立面构造条件下的开口火溢流进行实验研究,并对外立面火灾温度场的实时预测进行探索。通过不同翼墙间距和进深条件下的外立面火灾实验构建外立面火灾预测数据库,并将其应用于人工智能方法—卷积神经网络的训练和验证,建立不同外立面构造形式下开口溢流火焰温度的实时预测模型,为外立面构造形式的设计和外立面火灾防控提供支撑。

南美白对虾生态养殖前期技术

南美白对虾具有适应性广、抗病力强、生长快、对饲料蛋白含量要求低、出肉率高、离水后存活时间长等优点,是集约化高产养殖的优良品种,受到了众多养殖者的青睐。近几年,上海金山地区的白对虾养殖也得到了迅速发展,推广面积已近二万多亩。它是水产养殖中主要产业,笔者对基地南美白对虾生态养殖前期关键技术进行了总结,概述如下：

滑动外翻式汽车全景天窗设计

滑动外翻式汽车全景天窗视野开阔、通风良好,因而备受广大消费者青睐。

夏季水产养殖病害流行情况及防治措施

炎热的夏季既是水产养殖的黄金季节,也是水产病害多发,鱼、虾类死亡率高的阶段。这期间水产养殖应注意以下几方面的问题。一、水温高,提升有机质污染的危害性对养殖的鱼、虾类危害增大。随着水温升高,鱼、虾类的摄食量增加,排泄物也相应增加,有机质的氧化分解作用加快,当排泄的有机质大量积累超过水体自身的净化功能时,就会产生各种危害性,导致水质变坏,鱼、虾病增多,严重的会造成鱼、虾类大批死亡。

在运换流站阀厅防火封堵系统加强技术研究

为提升在运换流站阀厅防火封堵系统的安全性能,根据现有规范规定以及换流变压器放电试验数据,研究了封堵结构抗爆设防目标的合理取值,并且提出了在运换流站阀厅防火封堵系统的防火与抗爆加强方案。针对典型在运换流站,利用LSDYNA有限元动力分析软件,分析了加强后的封堵结构在不同爆炸工况下的动力响应过程。研究结果表明,提出的封堵加强方案能有效满足抗爆设防目标的要求,建立的抗爆分析数值模型可以指导换流站阀厅防火封堵结构设计。

特高压换流站阀厅新型防火防爆封堵系统研究

为了提升新建特高压换流站阀厅的安全性能,提出了1种兼顾防火与抗爆的新型封堵系统,在碳氢升温曲线下对5 m×5.2 m封堵系统真型样品进行了耐火试验,建立了封堵结构的抗爆性能数值分析模型,计算了典型爆炸工况下新型封堵结构的动力响应过程。结果表明,新型防火抗爆封堵系统在碳氢升温曲线下耐火极限大于3 h,在设计爆炸荷载作用下处于弹性状态,不影响系统防火性能。

高层建筑火灾试验环境风速设计值

选定我国已建成高层建筑数量最多的23个代表城市,依据地表气象观测数据中的累年月平均风速对其风场特性进行分析。结合经验公式推算出各代表城市30、50、100、250 m高度处的环境风场平均风速值,为科研人员开展高层建筑火灾试验时快速高效获取应选用的室外环境风场风速设计值提供便利。