基于Pyrosim的楼梯间火灾烟气数值模拟与分析

为分析老旧高层住宅楼在火灾场景下烟气的发展过程,以某高层住宅建筑为研究背景,通过Pyrosim软件建立火灾仿真模型,分析火灾场景下烟气在楼梯间的蔓延规律并通过开启不同楼梯间高度的窗户分析其对烟气排放的效果,对比不同楼梯间高度开窗烟气排放仿真模拟结果。结果发现:在烟气充满整个楼梯间的条件下,7层楼梯间开窗180 s时可达到3层楼梯间清晰;27层楼梯间开窗180 s时可达到6层楼梯间清晰;7层和27层楼梯间同时开窗180 s时可达到7层楼梯间清晰;在楼梯间最高处开窗180 s时可达到8层楼梯间清晰。综合楼梯间开窗排烟效果可知,楼梯间最高处开窗>中和面上、下同时开窗>中和面以上开窗>中和面以下开窗。

电缆隧道火灾数值仿真及分析

电缆隧道灭火以及人员疏散的关键,在于对灾变条件下隧道火灾参数变化的正确预测,特别是火焰、烟气蔓延范围,烟气浓度变化以及有毒气体的扩散范围等参数的预测。为了获得电缆隧道火灾参数,应用美国国家标准和技术研究院(NIST)开发的FDS(Fire Dynam ics Simulator)软件,建立电缆隧道模型,对隧道火灾进行全尺寸模拟,通过对模拟实验数据处理和分析,给出电缆隧道火灾时烟气浓度和氧气浓度,纵向温度的变化规律,火焰蔓延情况以及高温烟气在隧道中水平蔓延规律,为有效救援和紧急疏散以及消防决策提供一定依据。

坡度对巷道火灾影响的数值模拟

为揭示坡度对矿井巷道火灾烟气流动的影响规律,以山西省晋煤集团成庄矿某回风巷道为研究背景,采用Fluent软件来对矿井巷道火灾因坡度产生温度场和压力场分布的影响进行数值模拟,分析火灾时巷道内的温度、压力及烟气蔓延的特征.模拟结果显示:巷道坡度对巷道出口端温度、进出口压差值及烟气蔓延有较大的影响,巷道坡度对巷道出口端温度的影响随坡度的增大而降低,巷道坡度对巷道进出口压差值的影响随坡度的增大而增大,巷道坡度对烟气蔓延的影响随坡度的增大而增大,且存在一个临界突变值,之后又产生一段回流,这是巷道内外温度差产生的烟囱效应造成的结果.研究结论初步突破了对传统的坡度对巷道火灾影响的认识,为矿井火灾防治提供参考.

水平巷道烟流逆流层长度CFD数值模拟

针对井下巷道发生火灾后,火区附近烟流沿顶板逆着巷道风流方向流动形成的逆流层长度不确定的问题,通过对烟流逆流层长度影响因素的分析并采用CFD方法对巷道发生火灾时期烟流流动性态进行三维瞬态数值模拟,模拟了当巷道火灾达到稳定时,巷道内速度场的沿程变化规律,研究结果表明:烟流逆流层长度可以用入口端风流速度、烟流热释放速度和巷道当量直径表示;最终推导出逆流层长度的公式,较好的反映了矿井火灾时期烟气的蔓延规律.

深水半潜式支持平台火灾烟气蔓延规律

基于火灾动力学模拟软件中的数值计算方法对深水半潜式支持平台的火灾烟气蔓延规律开展研究.根据火灾布置最不利原则设计4类火灾工况;研究烟气沿楼梯向上蔓延能力的分布规律及其对温度、能见度、CO体积分数的极值在各层甲板楼梯口分布的影响;分析火源层高度对烟气充满甲板所需时间的分布规律及烟气蔓延路径的影响.研究结果表明:随着楼梯与火源之间距离的减小,烟气沿楼梯向上蔓延的能力增强;火源层以上甲板的最高温度及能见度达到临界条件的最短时间、最高CO体积分数均位于烟气向上蔓延能力强的楼梯口;随着火源层高度的增加,烟气充满火源层以上甲板所需时间有所减少,充满火源层以下甲板所需时间有所增加.研究结果可为火灾中人员的疏散路径规划及深水半潜式支持平台的消防设计优化提供一定的理论指导依据.

特长公路隧道火灾烟气蔓延数值模拟研究

为了研究特长公路分离式隧道内射流风机风速、安装角度、排风孔条件等改变对火灾烟气蔓延的影响规律,截取某10 km特长公路分离式隧道中心段300 m为模型,采用Fluent燃烧模型——非预混燃烧。对不同工况下隧道内烟气浓度、温度、毒害气体的扩散情况进行分析。通过改变射流风机风速、安装角度、排风孔条件,研究在不同工况下火灾烟气蔓延规律、温度分布情况以及CO气体运动轨迹,得出不同影响因素对其扩散的影响程度。研究结果表明:当风机射流速度为30.2 m/s时排烟效果更优,隧道内烟气平均体积浓度为6.16×10-3;在一定范围内增大风机安装倾斜角度可有效增大隧道内火灾排烟效果,但倾斜角度持续增长可能会使得射流风的作用受阻,使隧道内火灾烟气不降反增,综合比较得出风机安装角度为3°时排烟效果更优;不同排风孔排烟效果:双排1.5 m×4 m>双排2.45 m×2.45 m>单排6 m×1 m,隧道内平均烟气体积浓度分别为:1.38×10^(-2)、2.25×10^(-2)、5.27×10^(-2)。

沉管隧道侧向集中排烟模式烟雾流动规律研究

为解决海底沉管隧道火灾工况下人员疏散及救援难题,以港珠澳大桥海底沉管隧道为工程依托,在中国首次建立了1∶1的侧向集中排烟实体试验平台,基于火源标定试验及理论分析,通过失重法和热辐射法对火源功率进行标定,得到热释放速率随燃烧时间的变化关系曲线。通过沉管隧道侧向集中排烟物理试验以及FDS数值模拟对比分析,得到了油盆火的火灾规模、油量、油盆燃烧面积三者间的对应关系。通过FDS数值模拟计算,得到了火灾峰值功率为50MW时,在不同纵向诱导风速下,沉管隧道侧向集中排烟模式下烟雾的温度场分布规律、能见度分布规律和烟雾蔓延范围。研究结果表明:火灾峰值功率为50 MW时,随着纵向诱导风速增大,火源附近隧道顶板处的最高温度出现先升高后降低的现象;当纵向风速由1.0m·s^(-1)增加到2.5m·s^(-1)时,隧道内沿程各点2m高度处的能见度呈现逐渐提高的现象,且能见度受影响的范围逐渐减小,当纵向诱导风速由2.5m·s^(-1)增大至3.5m·s^(-1)时,隧道下游2m高度处的能见度出现逐渐降低现象,且能见度受影响的范围逐渐变大;采用纵向诱导通风+侧向集中排烟模式时,沉管隧道内合理的纵向诱导风速为2.5m·s^(-1)。