隧道受限火灾合理纵向通风风速范围研究

为探究公路隧道不同受限程度火灾的适宜纵向通风风速,基于FDS模拟分析5种纵向通风速度下不同近壁距离火源顶棚下方烟气最高温度的分布特性、烟羽流倾角及烟气分层状况,提出合理纵向通风风速范围。研究结果表明:在隧道中心线上近火源下游,顶棚下方的最高温度沿纵向均呈指数衰减。不同贴壁距离和纵向通风风速下,均出现烟气分岔流动,随着贴壁距离减小羽流撞击处温升、火羽流偏移角显著增加。当风速小于1.6 m/s时,火源上游出现大量高温烟气回流;而当风速超过2.4 m/s时,分岔流动现象越明显,各偏移角变小,火源下游逐渐后移的烟气层严重失稳。因此,不同受限程度下火灾合理纵向风速为1.6~2.4 m/s。

受限空间火灾轰燃过程的模拟实验研究

研制一种重现火灾轰燃的化学燃料和氧化剂的混合燃料,通过调整燃料的配方,可实现模拟控制火灾轰燃的温度和烟气产生量;实验研究了火灾轰燃过程烟气参数的变化规律,说明建筑火灾烟气运动的场-区-网模拟模型是合理的,分析了火灾过程中烟气的产生、运动、回流、下沉现象物理机制,指出在受限空间火灾救灾过程中应注意的问题。

狭长受限空间内火灾温度分布规律研究

针对狭长受限空间的特殊结构,在FLUENT环境下建立温度场分布模型,根据火源种类不同设计模拟工况,进行数值模拟计算。在全尺寸试验平台下,开展聚氨酯塑料、酒精、汽油3种典型可燃物燃烧试验,分析在不同可燃物作用下,温度场分布特性规律,建立拟合结果。对比模拟结果与试验数据得出结论:火源种类对温度场分布产生规律性影响;数值模拟结果与酒精火实体试验一致性较好;不同种类火源温度峰值与测点位置成指数规律。

公路隧道受限火源顶棚射流最高温度分布规律

为探究不同受限程度下隧道火灾最高烟气温度分布规律,采用FDS模拟分析2种火源功率不同近壁距离下火源顶棚射流的最高温度在火焰上方及沿隧道纵向的演化规律。结果表明:对于不同近壁距离的火源,顶棚射流最高温度沿隧道纵向均呈指数形式衰减。火源越贴近隧道侧壁,火焰上方最高温度越高,而顶棚射流最高温升沿纵向衰减越快;纵向距离对远火源处温升起主导作用,火源功率越大的偏置火源,受横向近壁距离削弱温升的程度小于固壁边界的热反馈作用。

电缆束火灾蔓延机理与预警研究

采用固体可燃物热解动力学模型和湍流燃烧大涡模拟方法,研究了电缆通道内电缆束的火灾行为,得到了电缆起火时间与火蔓延速度,通道内烟气温度、组分浓度和速度分布,以及电缆通道内壁与电缆表面温度随时间的变化,给电缆通道的防灭火系统设计提供了参考依据。

舱室壁火仿真的不同亚格子模型适用性分析

有限空间舱室内墙壁火灾具有很大危害性,为研究火灾大涡仿真时不同新型亚格子模型的适用性,对半封闭实验舱室中墙火蔓延和火灾烟气运动过程进行了大涡仿真。分别采用常系数Smagorinsky模型、动力学Smagorinsky模型、Deardorff模型及Vreman模型等不同的亚格子模型与混合物分数燃烧模型结合,分析得到了舱室内烟气温度、主要组分浓度及地面辐射热流密度随时间的变化,将数值仿真得到的结果与实验测量结果进行了比较分析。结果表明,采用常系数Smagorinsky模型计算耗时最少,采用动力学Smagorinsky模型耗时最多。四个亚格子模型对主要组分浓度和辐射热流密度的预测精度基本相等,但Deardorff模型对烟气温度的预测结果与实验结果最接近,综合考虑仿真精度和计算耗时采用Deardorff模型最合适。