窗口溢流火燃烧试验与数值模拟研究

选取20 cm×40 cm和60 cm×30 cm两个开口工况对窗口溢流火燃烧现象进行试验和模拟研究。试验台基于ISO 9705全尺寸热释放速率试验台搭建,包括燃烧小室、模拟外壁面、温度测量系统和气体分析系统。结果表明,燃烧状态受通风因子影响较大。峰值热释放速率随通风因子的增大而增大,而达到峰值热释放速率的时间和燃烧持续时间呈相反的变化趋势。溢流火焰的壁面贴附效应与小室开口比率(宽高比)有关,宽开口火焰壁面贴附效应比窄开口明显。采用火灾动力学模拟软件FDS(Fire Dynamics Simulator)对试验结果进行数值模拟。模拟得到的热释放速率、溢流火焰温度分布、小室温度以及溢流火焰的壁面贴附效应与试验结果吻合较好。

不同开口尺寸对受限空间火溢流影响研究

利用FDS模拟研究受限空间不同开口尺寸下的火溢流行为,并同现有的小尺寸实验结论进行对比分析。结果表明:当火灾总的热释放速率大于燃烧室内部的热释放速率时,室外可以得到稳定的火溢流现象;开口外墙有一定厚度时,通风因子较大,实际流入室内的空气质量流量基本满足理论值,通风因子较小,实际流入室内的空气质量流量损失较大,开口处燃烧行为的影响不可忽略;流入室内空气的燃烧参与率随着通风因子的增大而增大,超过一定值后基本稳定不变。模拟得到无量纲溢流火焰高度与热释放速率的关系与Lee小尺寸实验的数学模型大致吻合。