有限开口竖井内火灾热流场特性与三区域模型

为研究不同开口条件下竖井内火灾热流场特性,并构建其适用的理论模型,在1.5 m(长)×1.0 m(宽)×8.0 m(高)的实验竖井内进行了不同火源热释放率和开口条件的火灾实验。火源为直径分别为0.16、0.20、0.26 m的汽油油池火,共进行9种工况的实验,结合数值模拟对竖井内温度场特性进行分析。研究发现:在一定火源条件下,竖井内的温度场并非均匀分布,且靠近火源的底部并非都是高温区域,而是表现为三个温度区域的特性。由此建立了底部单侧有限开口竖井内火灾热流场三区域模型,并推导了中性面高度的计算表达式。

石英灯加热系统热流场预示技术研究

在借鉴前人成果的基础上，推导了石英灯加热器热流分布的理论公式，并编写了计算程序，计算了石英灯加热器的热流场分布。计算结果指出，目标面内的热流中，直接辐射热流比重最大，反射热流次之，漫反射热流比重最小；反射板对提高石英灯有效辐射功率作用明显，目标面高度对均匀度影响较大，但辐射热流随高度增加迅速减少。

底部加热的复合多孔介质热-流耦合场非线性特性

针对非线性流动传热受底部加热模型骨架的影响及分叉、震荡点的非线性解析解难求的问题,采用数值模拟及实验的方法对底部加热的复合多孔介质热流耦合传热过程进行数值求解和温度测试。构建底部加热的复合多孔介质热-流耦合传热的三维模型;采用SIMPLE算法对控制方程组进行QUICK格式离散求解,并在底部加热实验台上对测点进行温度采集。在小Ra工况下,揭示了复合多孔介质内存在热流分布分层特性及确定了非线性分叉、震荡解的特征值。数值结果表明:热流场分布对初始场依赖敏感,低Ra情况下三维腔体内热流场表现出稳定的二维性质;与单层多孔介质相比,复合多孔介质内存在热流分布分层的非线性特性;非线性分叉、震荡点对应的临界Ra依赖复合多孔介质骨架高度比,高度比越大(强导热、高阻力多孔介质区所占高度越大),静态分叉及震荡所对应的临界Ra越小,越早表现出分叉、震荡等非线性特性;改变复合多孔介质内高度比可以重新优化热流场分布,实现削弱或强化传热。