沉管隧道火灾烟气蔓延特性

为了深入了解沉管隧道火灾过程中烟气的蔓延规律,通过理论推导与足尺试验验证相结合的方法,建立烟气流动的数学模型,推导出烟气层温度及流速沿隧道纵向衰减的理论模型。在此基础上,以港珠澳沉管隧道为研究对象,建立1∶1足尺沉管试验隧道,配备完善的机电系统与测量系统,开展隧道火灾试验,对不同火灾热释放速率和纵向风条件下的烟气层平均温度与平均流速的预测模型进行验证。研究结果表明:在忽略烟气层对下层冷空气的卷吸作用时,烟气温度沿隧道纵向呈指数衰减;同时,烟气蔓延速度的衰减与温度衰减成正比,沿隧道纵向也呈指数衰减。最终给出港珠澳大桥海底沉管隧道火灾工况下烟气运动的预测模型。

飞机货舱轰燃规律的试验研究

为研究飞机货舱火灾发展至轰燃的内在规律,在1/4体积标准飞机货舱内开展了一系列火灾轰燃试验。以单壁瓦楞纸箱被引燃作为轰燃发生的判据,研究了油盘尺寸和燃料种类对轰燃的影响,通过对货舱上部热烟气层平均温度、地板所受辐射热通量、燃料热释放速率及烟气体积分数的分析,探讨了轰燃发生的临界条件和表现形式。结果表明:油盘尺寸的增大提高了轰燃发生的可能性和轰燃的剧烈程度,在达到引发轰燃所需的临界油盘尺寸后,继续增大油盘尺寸会使轰燃发生的时间提前;引发飞机货舱轰燃所需的临界条件为,上部热烟气层平均温度达到456℃,地板所受辐射热通量达到14.3 kW/m2;此外,通过对轰燃所需的临界油盘尺寸与燃料热物性参数的拟合,发现轰燃所需的临界油盘尺寸正比于燃料的蒸发热,反比于燃料的燃烧热。