双火源间距和长宽比对地面温度分布影响研究

针对双火源间距、燃烧器长宽比和火源热释放速率对双火源中心线上温度分布的影响开展了试验研究。使用丙烷燃烧器模拟火源,火源间距为0.2,0.4,0.6 m,燃烧器长宽比为1、3、6。结果表明:双火源引起的地面中心线上的纵向温度分布大致符合指数衰减规律。其他条件相同时,随火源间距的增大,近火源处的中心线上同一位置的温度逐渐降低,而远火源处同一位置的温度基本不变。燃烧器长宽比对双火源中心线上的温度影响不是单调的。基于量纲分析法,建立了关联火源间距、燃烧器长宽比和热释放速率的中心线温度分布的经验公式,并与实验值吻合较好。

公路隧道内不同横向位置的双火源火焰合并概率试验研究

为探究自然通风隧道内双火源的火焰合并概率,利用1:10小尺寸隧道模型开展了一系列试验。重点分析了火源的横向位置和火源间距对火焰合并概率的影响。结果表明:不同隧道横向位置的双火源火焰合并都存在持续合并阶段、间歇合并阶段和不合并阶段。在持续合并阶段内,火焰合并概率始终等于1,在间歇合并阶段内,火焰合并概率随着火源间距的增大而快速减小;在不合并阶段内,火焰合并概率始终为0;贴壁位置处的双火源火焰合并概率下降至0所需要的火源间距更大。在无量纲火源间距大于等于0.27且小于等于0.8区间内:当无量纲火源横向位置小于等于0.06时,火焰合并概率比值随着无量纲火源横向位置的增大而线性减小;当无量纲火源横向位置大于0.06时,火焰合并概率比值不再随无量纲火源横向位置的增大而发生明显变化。

纵向通风作用下隧道内双火源火焰高度变化规律研究

运用FDS数值模拟,建立了1∶5的缩尺隧道模型。通过理论分析,研究了纵向风速、火源间距、火源功率等参数对双火源火焰高度的影响。结果表明,火源热释放速率从60 kW增大到120 kW时,平均火焰高度与最大火焰高度增大;纵向风速从0.2 m/s增大到0.4 m/s时,平均火焰高度与最大火焰高度减小;双火源的间距从0 m增大到0.6 m时,平均火焰高度与最大火焰高度减小。考虑理查森数与纵向风速的影响,建立了双火源火源间距与融合火焰高度的无量纲预测模型。

火源—竖井间距对自然通风隧道火灾烟气流动特征的影响

通过数值计算,研究顶部开口自然通风隧道火灾火源–竖井间距对烟气流动特征与竖井排烟效率的影响。考虑因素有火源–竖井间距、竖井断面尺寸。结果表明:随着火源–竖井间距的增大,竖井前方来流烟气的质量流量增大,且竖井的排烟效率逐渐降低,竖井内空气卷吸量减少;当火源–竖井间距较小时,竖井更有利于排出更多的热量,竖井后方的温度降低幅度更大,烟气可以被控制在更小的范围内。此外,随着竖井截面尺寸的增大,竖井的排烟效率增加,且增大竖井的宽度更有利于增加竖井的排烟量。因此建议当相邻竖井的间距较大时,可适当增加竖井的截面尺寸和竖井高度。

纵向通风下公路隧道双火源火灾烟气扩散研究

采用试验与数值模拟研究隧道双火源火灾临界风速变化,重点研究双火源功率和火源间距对临界风速的影响。结果表明:随着火源间距增加,临界风速逐渐降低,当两火源间距达到极限距离时,临界风速不再变化;当进风口侧火源功率确定时,在极限间距内出风口侧火源功率增大时,临界风速增大,说明出风口侧的火源对进风口侧的烟气回流有促进作用;在极限间距内,临界风速随火源间距增加呈二次方递减到一个稳定值;两火源总功率越大,临界风速随着间距增加降低的幅度越明显。并得到了临界风速的预测公式。

密闭机舱双火源燃烧质量损失研究

在3m×3m×3.5m的缩尺度船舶密闭机舱中,设置边长分别为10,15,20cm的正方形双油池,试验研究双油池不同间距下的燃烧速率变化规律。结果表明:密闭舱室内的双油池火可分为初始、稳定、熄灭三个典型燃烧阶段,不同面积油池的无量纲间距S/L与燃烧速率之间呈现抛物线关系且质量损失率达到峰值时S/L的阈值在0.70~0.85,这与开放空间以及隧道半封闭空间下的双火源发展有很明显的区别。在此基础上,给出了密闭舱室内修正间距S的无量纲热释放速率预测模型。

阵列燃烧诱发火焰融合的判据及其可行性研究

为了探究一种判定多火源等间距阵列燃烧时火源参与火焰融合程度的判据,基于多火源等间距阵列燃烧试验,获得n×n（n取3~7）阵列各火源层在不同火源间距条件下的无量纲平均燃烧速率,采用自定义拟合的方法,拟合出各火源层的无量纲平均燃烧速率随无量纲火源间距的变化曲线,将所得拟合曲线与火源参与火焰融合的临界值曲线相交,便可得到各火源层的临界无量纲火源间距值。分析该值,发现其与火源层数呈良好的线性关系,且此线性直线与试验结果吻合度较高。从而,获得一种应用无量纲火源间距判定阵列火源参与火焰融合程度的简易判据。