高铁候车厅行李火灾燃烧蔓延特性全尺寸试验研究

为了给高铁候车厅火灾安全设计(考虑行李火灾)提供参考,在某候车厅局部区域采用5 MW量热仪开展全尺寸行李火灾燃烧试验。采用50 cm×34 cm×20 cm行李箱(承装外套、裤子、短袖、内裤、袜子)、编织袋(承装被子、枕头、被褥)、双肩包(承装书本、笔记本、笔盒、笔、充电宝)等典型可燃物组成行李堆,监测记录了热释放速率、温度、辐射热流等特征参数的变化规律。结果表明:全尺度行李火灾燃烧呈现出明显的阶段性特征,其中发展阶段的温升和热释放速率增长最快,且在行李火灾的增长阶段,热释放速率的变化与t2快速火(增长系数为0.0469)模型吻合较好。在当前场景中,行李箱、编织袋、双肩包等行李可燃物最大火灾热释放速率达到1004 kW,最高温度接近640℃。在当前全尺寸行李火灾中,距离燃烧行李堆1 m处的可燃物均未被引燃,但出现了软化、熔融现象。在一定程度上,1 m的间隔距离可有效避免行李明火的连续蔓延。设置9 m的隔离带可以有效起到防火隔热的作用,距离燃烧行李堆9 m位置的温升和辐射热流变化并不明显。

森林抚育对滇中地区潜在树冠火的影响

通过实地测量和试验室测定,比较森林抚育前后枝下高及火行为的差异,定量分析森林抚育前后发生潜在树冠火的可能性,为定量评价森林抚育效果提供依据。在云南森林自然中心选择5个林班,根据林班森林可燃物分布情况,采取不同森林抚育方式进行森林可燃物调控。通过对5个林班中39个小班森林抚育前后枝下高、可燃物载量等调查,计算出森林抚育前后地表可燃物的热值、林火强度、林火蔓延速度和火焰高度。对比分析结果表明,1)森林抚育前柏木(Cypress)林和华山松(Pinus armandii)林平均枝下高分别为0.30 m和1.43 m,模拟的地表火火焰高度分别为0.34 m和0.67 m。抚育前柏木林和华山松林有很大的树冠火发生隐患;2)抚育后的柏木林,枝下高1.50 m左右,与地表火焰间的距离由-0.04 m增加到1.34 m,较大地降低了高强度树冠火发生的隐患;3)抚育后的华山松林,枝下高2.02 m左右,与地表火焰间的距离增加到1.68 m,高强度树冠火发生的隐患也得到了很大程度降低。通过森林抚育,有效减少了地表可燃物载量和提高枝下高的高度,从而有效降低了发生树冠火的可能性。

风速对高层全开口楼梯间烟气蔓延的影响

采用BIM和Pyrosim火灾模拟软件,建立火灾模型,针对不同火灾场景烟气蔓延特性及温度、CO质量分数分布规律进行研究,剖析不同风速对全开口楼梯间烟气蔓延特性的影响。结果表明:火灾发生时,风速一定的情况下,随着楼梯间开口数量的增多,烟气蔓延高度增加,但温度和CO质量分数逐渐降低,有效降低了人员疏散的危险性;当开口数量一定时,风速的存在会提高楼梯间烟气温度,改变楼梯间内烟气运动轨迹,使烟气在底层及楼梯间出口处大量聚集,增大人员疏散难度。研究结果可为高层建筑预防火灾蔓延、合理设计人员疏散路径、保证人员疏散安全提供参考。

热老化对聚乙烯导线火蔓延特性的影响规律

电缆和导线在实际应用过程中不可避免会发生老化,进而引发火灾事故。为更好地了解热老化对火灾行为特性的影响规律,开展了不同老化时间下两种尺寸导线火蔓延特性实验研究,探讨热老化时间对聚乙烯导线火蔓延行为的影响规律,包括火焰形态、火蔓延速率和滴落行为等。实验结果表明:导线熔融滴落物的滴落质量和滴落频率随着老化时间的增加而增加,火焰高度、宽度和火蔓延速度随着热老化时间的增加而降低,最终结合实验结果和理论分析得到了热老化对导线火蔓延行为特性的影响规律。

风速和火源位置对L形综合管廊电缆舱室火灾蔓延特性影响

为了探究综合管廊内电缆火蔓延的影响因素,对L形综合管廊电缆舱进行数值模拟,研究在不同风速和单/双侧起火情况下的电缆火蔓延速度和管廊内温度变化。研究发现,纵向通风风速增加和双侧起火对管廊内电缆火蔓延速度起促进作用;当管廊内部单侧起火,纵向通风风速不大于0.2m/s时,通风会促进火焰燃烧,提高管廊内部温度。纵向通风风速大于0.2 m/s时,从外界带来的冷空气对管廊内部温度起降温作用。当管廊内部双侧起火,风速对管廊内部温度影响界限由0.2m/s增加为0.4m/s,即风速不大于0.4m/s时,通风会提高管廊内温度,风速大于0.4m/s时,通风会降低管廊内温度。

防火槽盒保护下电缆火蔓延机理研究

随着经济的快速发展,交通隧道、电缆隧道和城市地下综合管廊等狭长受限空间在方便人们出行和城市管理的同时,也增加了发生火灾危害的可能性。由于综合管廊狭长受限空间结构的特点,导致狭长空间内发生火灾时,烟气会向两端蔓延积累并迅速沉降,因此可能会造成严重的人员伤亡事故。本文以防火槽盒内电缆火蔓延为研究对象,通过对电缆燃烧过程中的火焰形态、火焰尺寸、火蔓延速度、电缆表面温度以及防火槽盒外表面温度展开分析,研究不同电缆间距及电缆根数下电缆火蔓延特征,最终建立预测火蔓延速度的数学模型,实验结果和数学模型预测结果较一致。

历史街区火灾蔓延规律分析——以道口古镇为例

为研究影响历史街区内传统砖木建筑之间火灾蔓延的因素,文章以河南省安阳市滑县道口古镇内传统院落为研究对象,通过实地调研及数据统计,确定该区域典型传统院落相关尺寸,运用火灾动力学仿真软件Pyrosim对砖木建筑之间的火灾蔓延进行三维数值模拟,根据在上风向设置燃烧源,设置多组不同室外环境风速进行模拟,并通过HRR和火势蔓延特征来探索火灾增长及蔓延规律。根据模拟结果分析得出:当风速小于3m/s时,风速风场及起火源位置对火势的发展影响较小;当风速大于3m/s时,风速风场对火势的发展影响较显著。

三维元胞自动机各向异性林火蔓延快速模型

为建立林火蔓延动态预测模型,实现实时三维可视化模拟,构建了王正非--3D元胞自动机模型林火蔓延模拟框架。该模型考虑林火蔓延的物理规律和全局因素的相互作用,在王正非山火初始蔓延速度经验模型的基础上,综合考虑地表植被类型、地形坡度、风速、风向、温度5个因素,并根据元胞之间能量传递建立状态转换规则。以我国西南火灾高发区作为实验区域,在多约束条件下模拟林火蔓延行为并获取林火矢量边界,实验证明该方法简便、高效、输入参数少、运算效率高,可以实现不同条件下的林火蔓延快速模拟。

矿井胶带运输巷火灾蔓延规律的数值模拟研究

为探明胶带巷火灾蔓延及烟气的流动规律,以美国职业安全与卫生研究所进行的一组全尺寸巷道火灾试验为背景,应用数值模拟技术,结合输送带燃烧特性,建立火焰在输送带上传播的数值模型并验证模型的有效性,重点研究火源功率在2和4 MW条件下,风速在0.5-4 m/s范围内,输送带平均延燃速率和近火源区巷道内部温度分布。结果表明：风速对输送带的初始延燃速率有较大影响,火源功率对火焰在输送带上蔓延距离影响显著,火灾平均蔓延速率与风速呈正相关关系,巷道纵向方向温度分布规律受风速影响表现不同,顶棚附近温度随风速增加而降低,距底板1.5 m高度处温度随风速增加而升高。

家电商场火灾蔓延特性的实验研究

根据家电商场火灾的实际特点,对货架和堆垛两种摆放形式的模拟家电标准组件进行了全尺寸的火灾实验研究.运用实验结果分析了火灾过程中不同阶段的燃烧特点,以及温度、辐射热流和火灾载荷等参数对火灾发展和蔓延规律的影响,并将最高辐射热值拟合为实验关联式,以揭示商场内家电火灾的内在规律和预测其发展趋势.同时获取火灾过程中的基础参数.

基于红外热像的热塑性材料二维火蔓延速率

利用红外热像技术,对受限空间内热塑性材料熔融燃烧过程中初始发展阶段的固体样品表面的二维火蔓延速率进行了实验研究,分析样品与其下部油盆的间距对样品表面火蔓延速率的影响.在ISO 9705燃烧室内,针对6,mm厚聚丙烯板,考虑了0,cm、5,cm、10,cm、15,cm、25,cm和35,cm共6种不同间距,开展了6组全尺寸火灾实验,记录了样品表面的温度场数据,得到了样品表面火蔓延速率的变化规律.结果表明,由于液体油池火的影响,固体表面二维火蔓延速率随时间呈指数增长关系,且其增长速率随间距的增加而降低.

云南松林细小可燃物层燃烧初始蔓延速度的初步研究

为研究云南松林细小可燃物含水率、载量对燃烧初始蔓延速度的影响,用自行设计的燃烧床对不同含水率的可燃物进行了7次燃烧试验,通过分析试验过程中各测定的温度变化曲线,提出了可燃物层燃烧初始蔓延速度的计算方法,即试验台水平方向上两热电偶的距离除以两热电偶测到最高温的时间差,计算和分析表明,云南松林细小可燃物层燃烧的初始蔓延速度随可燃物含水率的增加而下降,可燃物的载量对初始蔓延速度影响不大,含水率为7.64%的云南松林细小可燃物的初始蔓延速度为0.020 0～0.023 1 m/s,平均为0.021 6 m/s,该速度接近云南松林细小可燃物层在森林防火期的最大初始蔓延速度。

一种改进的林火蔓延模型及其实现

为了研究林火蔓延的动态模拟问题,结合元胞自动机原理,对现有的林火蔓延数学模型进行改进,提出一种新的模拟林火蔓延模型。该模型充分表达了可燃物类型、温度、湿度、坡度、风速和风向等林火蔓延影响因子在元胞空间中的作用形式,通过求解出燃烧元胞向摩尔(Moore)型邻域中八个方向元胞的林火蔓延速度,来确定元胞状态演变规则函数。最后,利用地理信息系统二次开发技术将该模型表达成计算机算法,实现了不同条件下的林火行为的仿真模拟。

南方主要山脊树种燃烧物理学特性的研究

对湖南莽山33种树种叶片的燃烧物理学特征值进行测定的基础上,分折了各种燃烧物理学特性对各树种燃烧的影响,确定了不同特征值的权重。用打分的方法,对供试树种的防火性能进行了综合评定。最后将供试树种划分为3个类型。为防火林带设计的树种选择提供了依据。

空气幕对隧道火灾烟气蔓延影响数值模拟

设置火源功率为20 MW的公交车起火的火灾场景,利用FDS模拟的方法对比分析有、无空气幕时隧道内火灾烟气蔓延情况,包括烟气浓度、温度、能见度和流速等参数的变化,研究空气幕对隧道火灾烟气蔓延特性的影响。结果表明,火源两侧设有出口射流方向朝下、射流速度为15 m/s的空气幕时,火灾烟气可较好地受控于这两个空气幕形成的区域内。

基于改进的元胞自动机林火蔓延模拟研究与实现

根据我国森林火灾蔓延的特点,在分析了国内外主流林火蔓延模型的基础上,将元胞自动机原理与林火蔓延自身的特点相结合,着重研究了风作用系数、地形坡度调整系数等在元胞自动机中的作用形式,并引入地图代数中距离系数的概念,对原有林火蔓延速度模型进行改进,以提高模拟精度,使模拟结果更加真实地反映现实世界中林火的蔓延特点。最后采用C#语言结合ArcEngine的编程技术,以汕头市某山地DEM(数字高程模型)数据为例,动态模拟了林火蔓延的过程。

森林救火费用最小的优化模型

针对森林火灾问题进行了研究,在综合考虑森林损失费和救援费与消防队员人数之间的关系下,以总费用最小为目标,建立了一个优化模型。利用微分法对模型进行了求解,得出了最优结果,并进行了结果可行性分析,具有一定的参考价值。

坡度对林火蔓延的影响

选取云南省安宁市林地为标准样地,室内完成林下可燃物含水率测定和林火蔓延模拟试验。以不同坡度采集的样本在相对应的坡度上进行燃烧试验,在火焰边缘5cm处采集辐射热,在燃烧床以平均10cm处记录燃烧时间,采用红外手持温度仪来回扫描,记录显示的最高温度。结果表明,随着坡度的增加,辐射热增加,燃烧时间减少,火焰高度增高,燃烧区温度增高,林火蔓延速度加快。

基于Pyrosim的风速对矿井火灾蔓延规律影响研究

为探究风速对矿井火灾蔓延规律的影响,提升矿井火灾的人员逃生率,采用Pyrosim火灾仿真模拟软件,仿照矿井巷道构建模型,按照矿井火灾的特点设置火源及反应类型,分别在风速为0.5 m/s、1 m/s、2 m/s、3 m/s、4m/s和5 m/s 6种工况下进行数值模拟。模拟结束后,对数值模拟的温度及烟雾浓度数据进行处理分析,并采用Tecplot数值模拟可视化分析软件对切片进行分析。得到3 m/s风速下各监测点稳定温度随监测点距火源距离的增大先快速降低后缓慢升高至稳定,温度的下降速度较其他工况快,且稳定温度在人的承受极限内;各工况下监测点稳定温度随距离的曲线拟合呈幂函数分布,且系数与风速呈二次函数关系;3 m/s风速下稳定烟雾浓度相比于其他工况的稳定烟雾浓度低。得出:3 m/s左右的风速最利于矿井火灾人员逃生,且最经济;矿井外因火灾稳定温度与火源距离和风速间的函数公式。

不同粒径腐殖质火垂直燃烧特征研究

森林地下火是发生在腐殖质层和泥炭层的一种森林火灾,对森林危害极大。大兴安岭地区是我国森林地下火频发区域,因此,本文以大兴安岭地区典型林型—兴安落叶松林为研究对象,使用Origin和Excel软件进行数据整理和绘图,利用SPSS软件进行相关分析和回归分析,对不同腐殖质粒径下森林地下火垂直燃烧特征展开研究。结果表明:当腐殖质粒径为<20目、<40目时森林地下火燃烧时间较短、燃烧充分、燃烧温度高、蔓延速度快;当腐殖质粒径为<60目、<80目时森林地下火的燃烧时间长、燃烧较不充分、燃烧温度和蔓延速度降低;当腐殖质粒径为<100目时由于腐殖质中氧气浓度过小,最终可能会导致地下火熄灭;不同腐殖质粒径的森林地下火燃烧深度与最高温度(除粒径<100目外)和蔓延速度皆呈现正向线性相关关系,即森林地下火燃烧深度越大,温度越高、蔓延速度越快。