火焰与烟气层热辐射的实验与蒙特卡洛法模拟

高温烟气层和火源的火焰是火灾房间内的主要热辐射源.对多种尺寸房间内的热烟气层,分别采用蒙特卡洛法和理论计算法,求出了室内热烟气层对地板上的微元面、地板面和墙壁的热辐射通量,采用实验与蒙特卡洛法分别测量和计算出柴油油池火焰的热辐射通量.结果表明,蒙特卡洛法计算出的热辐射通量与理论计算值之间的相对误差可控制在5%以内,为保证较高的精度,计算时需选择较大的能束数,并且辐射面之间的面积比不宜过大.采用圆柱形火焰假设计算出的热辐射通量与实验值具有相同的变化趋势和数量级.

大空间建筑火灾烟气层高度扩散的数值模拟

采用数值模拟手段对某机场候机大厅的烟气填充情况进行研究,大空间中热烟气层的发展与火源的功 率、大空间的几何尺寸有关;随着火源强度的增加,烟气层稳定的高度会下降.研究结果可以为大空间建筑的防 排烟系统的设计提供参考．

地下车库火灾烟气温度特性的数值模拟研究

利用火灾模拟软件FDS，根据地下汽车库实际尺寸建立了火灾模型，模拟了第275 s时引燃右侧据火源1 m处的车辆发生的轰燃现象。通过从不同层面对轰然前后空间温度的分析，探究了机械通风条件下车库火灾温度演化的规律。

低气压环境下飞机货舱轰燃规律的实验研究

为研究低气压环境下飞机货舱火灾发展至轰燃的内在规律,利用1/4体积标准飞机货舱在海拔4 260 m、气压60kPa的环境下开展了一系列火灾轰燃实验。选择航空煤油作为主燃料,以单壁瓦楞纸箱被引燃作为轰燃发生的判据,研究低气压环境下不同火源尺寸对轰燃的影响。通过对飞机货舱内热烟气层平均温度、地板所受辐射热通量、燃料热释放速率和烟气体积分数的测量和分析,探讨低气压环境下轰燃发生的临界条件和表现形式。结果表明,火源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火源尺寸后,继续增大火源尺寸会使轰燃发生的时间提前;60 kPa压力环境下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553.5℃,地板所受辐射热通量达到19.85 kW/m~2。

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。

柴油在受限空间火灾轰燃实验中的引燃特性

以酒精作为主燃料,改变酒精池火的直径和通风条件,进行火灾轰燃实验.通过对受限空间上部热烟气层平均温度、地面所接收到的热辐射通量和氧气体积分数的测试,分析引燃柴油的临界条件.结果表明,当受限空间氧气体积分数为20.4%时,若上部热烟气层平均温度高于364℃,地面接收到的热辐射高于4.38 kW/m^2,可以引燃柴油.当受限空间中氧气体积分数降低到18.5%时,引燃柴油所需的上部热烟气层平均温度临界值为390℃,地面接收到的热辐射临界值为6.65 kW/m^2.因此,一定的受限空间中,引燃柴油的氧气量、上部热烟气层平均温度和地面接收到的热辐射通量3个临界参数是互相制约的.

室内火灾过程的动力学响应性分析

根据小规模室内火灾试验的结果,利用动力学响应性分析的方法,研究室内火灾过程;初步探讨有关研究结果在实际消防工作中的应用。结果表明:动力学响应性分析为室内火灾过程的研究开辟了又一条新的途径,其研究结果可用于提出新的室内轰燃判据和确定热烟气层温度变化曲线方程。

室内火灾过程的傅里叶分析及其应用

根据小规模室内火灾试验的结果,利用傅里叶分析的方法,研究室内火灾过程;初步探讨有关研究结果在实际消防工作中的应用。结果表明:室内火灾过程的傅里叶分析为室内火灾过程的研究开辟了新的途径,其研究结果可用于预测室内火灾热烟气层温度变化的历程和轰燃发生的可能性。

细水雾抑制室内轰燃的试验研究

为探索细水雾抑制室内轰燃问题,在小规模火灾实验箱内开展了试验研究。针对不同流速(q_w)的12种火灾场景,探讨了细水雾对喷出火焰、热烟气层温度及轰燃延迟时间的影响,得到了细水雾抑制轰燃所需临界流速。在此基础上,提出了判定细水雾抑制轰燃效果的指标——轰燃抑制度(I_(F·C)),找到了I_(F·C)和q_w之间的关系,相关研究结果在大规模室内火灾试验中得到了验证。

室内火灾条件下木材点燃的判据研究

在室内火灾中,木材是最为常见的可燃物,因此室内火灾条件下木材点燃问题的研究引起了广泛关注。建立了室内火灾热烟气和挥发份的填充模型,对热烟气层的稳定高度和木材点燃时的可燃挥发份临界质量通量进行了理论推导;在此基础上,对不同条件下木材的点燃进行了小规模实验研究,对点燃判据的有效性进行了验证。理论分析结果和实验研究结果具有较好的一致性。