狭长地下受限空间火灾分区形成的试验研究

通过狭长地下受限空间的火灾模拟试验,研究0#柴油在不同空间尺度形成的火灾分区现象。分析柴油燃烧时狭长地下受限空间火灾分区现象形成的判断依据、条件、时间,惰化区氧气耗量与空间容积的关系,惰化区氧气体积分数、烟气温度随时间的变化。结果表明,燃料量、空间尺度和燃烧表面积是影响狭长地下受限空间火灾分区形成的主要因素;分区现象形成的判断依据为惰化区氧气体积分数≤16%;分区现象形成的条件为火焰区容积热强度≥720kW.m-3。这对地下受限空间火灾的防治和其性能化设计具有参考价值。

狭长地下受限空间火灾燃烧模拟实验研究

本文根据多数狭长式地下受限空间实际结构,建立了火灾模拟实验平台,进行了多次不同油品质量的火灾燃烧实验,测量了狭长式地下受限空间火源热释放率和烟气温度分布,得到了火源热释放率曲线,以及烟气温度分布的实验测量数据,并对结果进行了分析.

流量和管径对地下狭长受限空间内液氮灭火效能的影响研究

为研究不同注氮流量和管径对地下狭长受限空间内液氮灭火效能的影响,搭建缩尺寸地下狭长受限空间液氮灭火试验平台,提出液氮的抑火、降温及窒息3个效能指标,分析评价液氮流量和管径对液氮灭火效能的影响。研究结果表明:液氮能够有效扑灭地下狭长受限空间内火灾,管径为25 mm、流量约为315 kg/h时,灭火时间约为11 s,较未注氮自熄情况下的灭火时间缩短了约95.5%;液氮流量、管径越大,整体灭火效能越强;过高的流量会减少氮气在火源处的堆积,进而削弱注氮的窒息效能;改变管径会对抑火效能和窒息效能产生较高的敏感度,而降温效能对其敏感度较低。研究结果可为地下狭长受限空间灭火中液氮灭火技术的应用提供一定参考。

地下狭长受限空间火灾实验及大涡数值模拟研究

本文建立了地下狭长受限空间火灾模拟实验台架,完成了不同燃烧物种类、不同燃烧物质量的火灾燃烧实验,建立了适用于狭长式地下受限空间火灾的大涡三维数学模型。研究重点在于测量狭长式地下受限空间火源热释放率和烟气温度分布,得到燃烧物分别为柴油、汽油的火源热释放率及烟气温度分布的实验测量数据;结合实验完成了狭长式地下受限空间火灾的大涡三维数值模拟分析。通过火灾数值模拟结果与实验结果进行比较分析,本文所建立的模型能较为真实地反映实际狭长式地下狭长受限空间火灾的情形。

地下组合受限空间油气爆炸实验与数值模拟研究

隧道、地下储油库、人防工程、地下物资仓库等地下建筑物都是典型的受限空间结构。一旦发生油气爆炸燃烧,爆炸压力波和火焰的传播将受到众多因素的影响。通过实验和数值模拟的方法研究了在洞库地下组合受限空间中油气混合物由弱点火引起爆炸燃烧的发展过程,以及爆炸压力波和火焰经局部扰动后的变化过程,并将数值模拟结果与实验结果进行了对比和综合分析,得到了地下组合受限空间油气爆炸过程的基本参数,揭示了爆炸过程中组分、湍流对燃烧与压力波发展影响的规律。研究结果对地下受限空间油气爆炸过程的进一步研究以及爆炸灾害的预防都具有参考价值。

不同通风方式下地下环形受限空间火羽流卷吸特性研究

地下环形受限空间作为一种新型的地下公共交通系统,火灾已成为其安全使用的最大威胁。火羽流卷吸运动机理研究是进行火灾风险评估、防排烟设计的重要基础。采用数值模拟、理论分析方法,研究了不同通风方式、火源位置共同耦合作用下地下环形受限空间火羽流卷吸特性的机理;定量分析了9个火灾场景,即主干隧道、出入口支路隧道、交叉路口隧道三种火源位置在横向、半横向、纵向不同通风方式下的火羽流在受限空间顶棚的温度、烟羽流高度和火羽流CO浓度的变化规律;最终提出了当火源位置位于主干隧道时,半横向通风方式最佳,火源位于出入口支路隧道时,横向通风方式最佳,火源位于交叉路口隧道时,纵向通风方式最佳;为提升地下环形受限空间整体的消防安全性能,其排烟方式应采取多种排烟方式的组合。本研究可补充现有受限空间火灾动力学理论,为地下受限空间火灾烟气控制、人员疏散以及火灾综合防治提供理论依据。

不同火源位置对地下环形受限空间火羽流运动规律影响研究

地下环形受限空间是一种新型地下公共交通系统,开展其火羽流运动规律研究必要且迫切。不同火源位置会产生长通道、墙角、丁字、十字等不同边壁效应,火羽流卷吸特性截然不同。以某典型地下环形受限空间为研究对象,采用数值模拟方法及理论分析方法,分析了火源位于主干隧道、出入口支路隧道、交叉路口隧道、下沉庭院4个火灾场景下的羽流分层形态及演化过程。结果表明:不同火源位置下火羽流卷吸特性截然不同,火源位于主干隧道时火灾危险性最大,羽流速度、浓度、温度等均最高;下沉庭院、出入口支路隧道因其空间开阔排烟方便,火灾危险性相对较低,但在下风向产生了明显烟气集聚效应。

空间受限条件下地下连通道建造与保护建筑基础加固同步设计施工技术研究

结合上海某既有保护建筑加固及地下通道工程,对空间受限条件下的地下连通道建造与保护建筑基础加固同步实施的施工技术进行了介绍。通过在既有保护建筑结构与基础加固的同时,克服老建筑结构形式薄弱、障碍物众多等难题,在老建筑山墙之间空间受限条件下营造出了大断面地下连通道,总结的经验可供类似工程参考。

不同通风风速下地下环道火羽流特性研究

地下环形受限空间因其复杂的结构特征具有较大火灾危险,保障其安全运营需要针对其结构特征设计适合防排烟方式,而确定最佳排烟风速是防排烟设计基础.以某典型地下环道为研究对象,利用数值模拟结合理论分析,研究了地下环道内不同通风风速、不同火源位置耦合作用下火羽流蔓延特性,针对不同火源位置在2.5~3.5 m/s风速范围内设置9个典型火灾场景,定量分析了羽流温度场、浓度场、烟气层高度变化规律.研究表明:主干隧道羽流特性几乎不受风速影响,支路隧道次之,增加风速对提高交叉口隧道火灾安全性最明显;综合考虑经济因素,建议主干隧道、支路隧道、交叉路口隧道机械通风风速分别设置为2.5 m/s、3.0 m/s、3.5 m/s.研究结果可为环形受限空间火灾防治提供理论支撑和技术参考,是对地下空间火灾防控理论的有益探索.

不同火源功率下地下环道火羽流运动机理研究

为研究地下环道不同火源功率下火羽流卷吸特性机理,采用数值模拟结合理论分析,设置9个典型火灾场景,定量分析火羽流温度场、烟羽流高度变化等卷吸特性。得出结论认为,火源功率对温度场影响最大,对烟气层高度影响较小;火源位于主干隧道火灾危险性最高,该位置发生火灾时不同火源功率下的温度、烟气层高度均达到人员疏散危险值。研究可补充现有受限空间的火灾动力学理论,为地下受限空间烟气控制、人员疏散及火灾综合防治提供理论依据。

地下小半径环道曲率与火场温度关系模型

以某城市地下小半径环道为例,着重探讨环道曲率与火源附近温度关系模型,基于Pyrosim建立不同曲率火场模型,分析曲率对火场温度影响,并运用SPSS软件对环道曲率及火灾温度模拟数据进行多元回归分析,最终提出环道曲率对火源附近温度影响预测模型。回归模型分析与检验表明,曲率与环道温度呈负相关性且预测模型可行,研究结果可为城市地下小半径环道防火设计及人员疏散预案编制提供理论参考,为相关曲线隧道曲率设计及烟控措施提供借鉴。