客机火灾条件下下降角度对舱内烟气温度分布规律的影响

为探究飞机客舱火灾紧急下降过程中,不同下降角度对火灾烟气运移的影响,运用FDS模拟软件建立波音737-400型飞机客舱全尺寸模型,分析7种飞行角度下客舱火源前、后部区域顶棚最高温度、客舱内部纵向温度场分布以及烟气蔓延过程。结果表明,飞机由巡航改为紧急下降状态会导致客舱内部出现烟囱效应,客舱不同区域烟气温度分布规律受下降角度影响表现不同,随着下降角度的增加,客舱前部烟气运移受阻明显,同一位置顶棚最高温度逐渐降低,温升速率与下降角度呈反比关系;客舱后部烟气在烟囱效应下迅速聚集、下沉,下降角度对其顶棚最高温度及温度分布的影响逐渐弱化。

特长公路隧道火灾烟气沉降特性对人员疏散影响的研究

为研究特长公路隧道火灾烟气沉降对人员疏散安全的影响,通过数值模拟方法,对0,1.0,1.5 m/s和临界风速值4种不同纵向通风风速下隧道火灾烟气沉降特征进行研究,并分析不同风速下烟气沉降对人员疏散的影响。研究结果表明:在无纵向风时,烟气沉降现象较为明显,烟气下沉造成的不均匀烟气温度、能见度分布,提前终止人员疏散的进行;随着纵向风速的增加,沉降现象仍存在,但沉降点后移,对人员疏散的影响减小;在1.5 m/s的纵向通风条件下,火源下游500 m范围内烟气基本不发生沉降且能维持分层,此时几乎不影响火灾下游人员疏散。在实际应用中,火灾初期可先以1.5 m/s的分层风速值进行通风,待下游人员疏散后,再施加临界风速加快烟气排出。研究结果可为特长公路隧道火灾防治和疏散救援提供参考。

衰减火源条件下喷淋烟气沉降特性模拟研究

改变流量建立喷淋模型,利用Tamanini公式对火源功率进行修正,通过数值模拟,研究了不同流量时,喷淋作用区火源功率及烟气层高度的变化情况.进而分析了水喷淋与火源功率衰减耦合作用对烟气沉降特性的影响.同时,对不同的火源条件,比较烟气层高度随时间的变化,探讨了引起烟气沉降的主导因素.结果表明,增加喷淋流量,火源功率衰减幅度减小,喷淋对烟气层的沉降效应增强,烟气沉降区扩大,烟气层高度降低.烟气沉降是喷淋沉降效应和浮力效应协同作用的结果,沉降出现后,烟气层高度随火源功率衰减而降低.

超大方形空间火灾特点的仿真与实验研究

针对超大方形建筑空间消防安全,采用仿真与实验相结合的方法,对此类空间发生火灾后的温度分布、烟气沉降、氧气浓度等内容展开了研究。研究表明,此类空间一旦发生大尺度火灾,烟气运动会出现明显的“分层”“顶棚射流”“壁面射流”现象;火场内温度分布呈现高、中、低3个梯度,高、中两个梯度会在300 s内超过人体承受温度;烟气沉降过程中会短暂停留在距离地面某一高度处;同时,烟气沉降到地面后,可燃物仍将继续长时间在浓度约为16%~18%的氧气中继续燃烧,且氧气浓度最低位置不是在火源附近,而极有可能出现在远离火源的墙壁下部。

纵向通风条件下对隧道内烟气运动影响因素的实验研究

通过在中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室进行的小尺寸隧道火灾实验,研究了不同坡度、火源功率以及纵向烟控风速对隧道内烟气运动的影响。结果表明:隧道坡度、火源功率与纵向烟控风速的大小对烟气层沉降都有着重要的影响。坡度越大烟气所受到的浮升力越大,冷空气的卷吸能力越强,因此烟气降温越快,烟气沉降速度也越快。纵向烟控风速越大,烟气层冷却越快,从而越易沉降。火源功率越小,供给烟气层的对流热量越少,烟气层温度越低,浮力越小,则烟气层越易沉降。

烟气环境对人员沿楼梯下行速度影响的实验研究

通过不同烟气环境中沿楼梯下行的移动实验,对不同年龄段以及不同烟气环境对人员下行的移动速度进行了研究。研究结果表明,轻烟环境和无烟环境中,人员的下行速度相差不大,但浓烟环境中,由于烟气造成的恐慌心理以及楼梯扶手的辅助作用,人员沿楼梯下行的速度要明显快于无烟和轻烟环境,这与平直走廊中烟气对人员移动速度的影响有明显的不同。相同疏散环境中,青少年的下行速度明显快于其他年龄段的同性别人群,男性速度分布区间集中在1.0~1.2 m/s,女性为0.8~0.95 m/s;60岁以上的老人的下行速度稍慢,男性速度区间为0.82~0.92 m/s,女性为0.5~0.8 m/s;其他年龄段男性0.9~1.1 m/s,女性为0.6~0.85 m/s。

通过模型试验与数值模拟对隧道火灾烟气控制策略的研究

为满足隧道火灾安全体系研究方面的需要,本文以中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室的隧道试验台为对象,进行了比例模型隧道火灾试验,并利用Fire Dynamics Simulator(FDS)软件对该实验在不同纵向风速控制条件下的火灾烟气层沉降速度进行了计算机模拟,通过试验与模拟结果的对比,给出了不同纵向通风速度下,隧道火灾时烟气层沉降速度的变化规律,并提出了烟气分层化临界风速这一概念,为隧道火灾的控制、救援和人员疏散提供了一定的参考价值。