扁平大空间船舶火灾烟气控制试验研究

为有效控制扁平大空间船舶火灾烟气蔓延,研究大尺度火灾过程中的油池质量损失速率、舱室温度分布、隔热效率和烟气控制效果。利用尺寸为30 m×24 m×2.3 m的模拟舱,在0.35、0.55和0.70 m等3种不同挡烟垂壁高度和机械通风条件下开展试验。结果表明:挡烟垂壁高度增加,油池质量损失速率峰值减小;挡烟垂壁高度对舱室上层烟气温度的影响比对下层气体温度的影响更明显,1.4 m以上空间温度峰值明显下降,而1.4 m以下空间温度峰值无明显变化。顶棚平均温度和隔热效率随挡烟垂壁高度增加而下降。随挡烟垂壁高度增加,火源区与非火源区同时控烟模式隔热效率从28.2%提升至50.8%,火源区单独控烟模式隔热效率从29.4%提升至54.7%。

城市轨道交通超长隧道双车追踪模式下火灾烟气控制与人员安全疏散研究

[目的]城市轨道交通发车间隔一般较短,在超长隧道内会出现同方向行驶两列列车的情况,一旦发生火灾容易造成重大财产损失和人员伤亡,因此需对超长隧道双车追踪模式下的火灾烟气蔓延规律和人员安全疏散策略进行研究。[方法]采用FDS(火灾动力学模拟)软件和Path-finder软件,建立超长隧道火灾模型和人员安全疏散模型,对双车追踪模式下的火灾烟气蔓延规律,以及人员疏散进行仿真分析。[结果及结论]双车追踪模式下,前车尾部着火,通过临界风速纵向通风可保证前车火灾安全;火源下游烟气前锋的蔓延速度为3.20 m/s,至600 s时烟气蔓延至后车,620 s时烟气可完全覆盖后车;烟气温度沿隧道纵向衰减很快,且温度衰减符合双指数模型规律。双车追踪模式下,减小联络通道间距可减少人员疏散总时间,对人员疏散时离开列车的时间影响不大;开启列车端门和疏散平台一侧车门,可显著减少人员疏散时间。在超长隧道双车追踪的最不利火灾场景下,人员疏散存在困难,可通过减小联络通道间距保障人员疏散安全。

隧道纵向风及列车侧门开启方式对车厢内火灾温度场影响研究

为了探究隧道纵向通风、列车侧门开启方式对车厢内部火灾烟气温度分布的影响规律,建立1∶15缩尺寸“车-隧”耦合试验模型,以及着火车厢侧门双侧开启时“车-隧”耦合区间车厢内部考虑无量纲纵向风速、无量纲侧门开口因子、无量纲火源热释放速率的无量纲烟气回流长度分段函数关系式。定性分析车厢顶部烟气温度分布规律,定量分析车厢内烟气回流长度数据,从而揭示烟气回流长度随纵向风速、侧门开启方式和火源热释放速率变化的规律。研究结果表明:不同纵向风速下,火源上游烟气温度分布在贯通门位置处发生明显降低。不同侧门开启方式下,着火车厢侧门双侧开启工况的火源上游温度衰减速率大于侧门单侧开启的工况;随着车厢每侧侧门开启数量增加,着火车厢侧门单侧开启工况与双侧开启工况的火源上游温度衰减速率差距随之增大。着火车厢、非着火车厢侧门均单侧开启时,烟气回流长度变化规律受贯通门停滞影响较大,当火源热释放速率增大至5.7 kW,纵向风速大于0.8 m/s后,烟气回流长度不再随纵向风速的增大而变化。着火车厢侧门双侧开启、非着火车厢侧门单侧开启时,烟气回流长度符合加速衰减区、停滞区、缓慢衰减区变化规律。研究结果可为提升列车火灾烟气防治效果,加强区间隧道烟气控制及运营安全提供经验和理论参考。

侧向多开口轨道列车火灾烟气输运特性

为探究侧向多开口轨道列车火灾烟气输运特性,优化火灾救援应急处置对策,根据工程实体结构利用PyroSim软件搭建轨道列车模型并进行火灾数值模拟。聚焦作为列车内外联通通道的侧向开口,探讨分析侧向开口模式对轨道列车内部烟气蔓延特性的影响。结果表明:侧向开口模式对列车内部烟气蔓延有着显著的影响,包括烟气蔓延速度及稳定阶段的烟气分布情况。相比于侧开口未开启区间范围内烟气紊乱且高度方向全覆盖状态,侧开口开启的区间范围内烟气可维持稳定分层,有利于人员安全疏散救援。轨道列车顶棚下方烟气温度分布更符合双指数衰减特征,且受到开口模式和火源功率的耦合影响,非对称开启时开启开口的区间温度衰减速率受火源功率的影响更显著。此外,虽然开口的开启有利于列车内部安全环境的形成,但也需考虑通过开口溢出至列车外部空间的火灾烟气的影响以进行应急处置的综合判定。

扁平大空间建筑相邻分区不同排烟模式可行性研究

为研究扁平大空间建筑两个相邻防烟分区采用不同排烟模式的可行性,基于FDS数值模拟,对比分析起火位置、排烟模式以及排烟补风对烟气温度分布、烟气层高度以及气流质量流量的影响,探讨扁平大空间建筑相邻防烟分区采用不同排烟模式的可行性。结果表明:单一自然排烟模式的排烟效果最佳;外窗有效排烟面积为地面面积3.16%的复合排烟模式排烟效果优于单一机械排烟模式;机械排烟模式扰乱烟气分层,防烟分区间气流交换更加剧烈,不利于人员安全疏散;挡烟垂壁能够有效蓄烟并延缓烟气蔓延,将高温烟气限制在起火分区。

点式排烟模式隧道火灾排烟量计算方法

[目的]为解决GB 50016—2014《建筑设计防火规范》中,隧道火灾点式排烟系统的排烟量没有公认的数值及计算方法的问题,提出了临界排烟量的定义及相关计算方法。[方法]对排烟口下方烟气进行受力分析,采用表征浮升力与惯性力相对大小的Froude准则数作为判定临界排烟量的理论判据。在此基础上,进一步分析了浮升力与惯性力相对大小与烟气偏转轨迹之间的内在联系,结合模型试验数据,建立了临界排烟量的半经验模型。[结果及结论]临界排烟量的Froude准则数与排烟风口间距及火灾热释放率无关,与烟气层厚度和排烟风口长度的比值有关。当烟气层厚度和排烟风口长度的比值大于0.67时,Froude准则数与烟气层厚度和排烟风口长度的比值存在幂函数关系;当烟气层厚度和排烟风口长度的比值小于等于0.67时,Froude准则数与烟气层厚度和排烟风口长度的比值线性相关。

既有地铁车站纵向通风烟气控制模式试验研究

在北京某地铁车站开展现场试验,对不同烟气控制条件下烟气蔓延规律及楼梯口向下气流速度进行分析研究,同时利用FDS建立对应实际尺寸的数值模拟模型,增加烟气控制模式改变的工况,基于判断能见度危险来临时间对站台排烟能力展开分析研究。研究表明:针对不同烟气控制模式,烟气蔓延规律不尽一致,对于该既有车站而言开启全部风机及仅开启1号风机会造成楼梯口负压情形,即站台发生火灾烟气不会蔓延至站厅;分析楼梯口断面向下气流速度,可知开启全部风机时,楼梯口风速满足规范的楼梯口向下气流速度1.5 m/s的要求,而仅开启1号风机,一侧站台无法满足规范要求;在烟气蔓延规律分析及断面风速分析的基础上,可知1号风机对车站安全起主要作用;结合楼梯口断面风速试验数据与能见度危险来临时间模拟数据,可知开启全部风机相较仅开启1号风机大幅度提升了站厅安全性,但对站台排烟能力提升作用较小。

发动机排气冒烟故障的诊断研究

文章针对发动机排气冒烟故障诊断进行了归纳和研究。首先对排气异常冒烟的几种现象进行了详细的描述,主要包括冒蓝烟、冒黑烟和冒白烟等。然后分析了发动机各个系统可能导致排气异常的失效模式。最后通过实际案例说明了利用排气烟雾快速判断发动机故障思路的可行性,排气烟雾的颜色特征可用于发动机故障的诊断。

盾构隧道顶部集中排烟模式烟气层化高度和范围研究

特长或超长盾构隧道中普遍应用顶部集中排烟模式。为了揭示隧道火灾顶部集中排烟模式烟气层化高度和范围,经过全尺寸隧道现场热烟测试发现,集中排烟模式下烟气可以形成稳定分层且被控制在一定范围内。通过数值模拟方法研究了不同热释放速率、排烟量、排烟阀数量和间距情况下烟气层化高度和范围。研究结果表明:1)针对热释放速率为5~50 MW,不同热释放速率工况下排烟系统均能将烟气层化范围控制在一定距离内。随着热释放速率增加,烟气层化范围增大。排烟阀开启范围之内,热释放速率增大,烟气层化高度差距较小。排烟阀开启范围之外,热释放速率越大,烟气层化高度越低。2)针对热释放速率为50 MW,排烟量为120~260 m^(3)/s,不同排烟量工况,排烟阀开启范围内烟气层化高度变化小,开启范围之外烟气层化高度变化大。烟气层化范围随着排烟量增大而变小,可有效控制烟气分布区域。因此建议工程设计、运营过程中可在允许范围内提高排烟量。3)针对排烟阀间距为40~140 m,排烟阀数量为4~8个,增大排烟阀间距和增加排烟阀数量,会导致烟气层化高度降低,烟气层化范围增加,排烟阀数量对烟气层化高度和范围影响较大。

“类隧道”排烟模式在市域铁路地下停车场消防设计中的应用

以上海市域铁路申昆路地下停车场为例,对市域动车组地下停车场消防设计进行了深入研究。动车组存车区是消防设计的最关键区域,且国内还无相关的消防设计规范。通过理论分析及火灾场景模拟方法,对存车区内烟气流动、安全疏散环境进行了模拟分析,提出在存车区设置纵向挡烟垂壁形成“类隧道”的通风排烟模式,解决了火灾工况下火灾蔓延、烟气扩散、人员疏散等消防难点,并提出针对性的工程措施。

室内商业步行街排烟模式对烟气运动的影响分析

室内商业步行街在为消费者带来良好体验的同时,也存在着巨大的消防隐患。一旦发生火灾,烟雾、高温等极易造成群死群伤的重大事故。通过Pyrosim仿真模拟,对室内商业步行街排烟模式进行研究,设置无机械排烟、二级排烟和三级排烟三组工况,依据所需研究内容设置相应模拟监测点,用来监测中庭及环廊处的温度、能见度、CO和风速等影响人员疏散的关键指标。研究得出:在满足规范要求的排烟量以及设备正常联动的条件下,当火灾发生在房间走道时,相较于三级排烟模式,二级排烟模式,可以更好地抑制烟气在环廊中蔓延。但火灾发生在中庭时,两种排烟模式下烟气控制效果相近。同时,通过模拟,也可以验证,过余设计的环廊排烟,并不会对疏散造成不利影响。

排烟量对隧道温度场变化特征的影响研究

为探究隧道重点排烟量对火灾热烟气层与冷空气层温度变化的影响,采用数值模拟方法研究隧道温度分布和隧道热烟气层、冷空气层的温度变化情况。结果表明:当排烟量从140 m3/s增加至220 m3/s,隧道内整体温度分布范围收缩明显,当排烟量为220 m3/s和240 m3/s时,隧道内整体温度分布范围变化不大;当重点排烟模式开启后,隧道内热烟气层和冷空气层的温度均低于未开启排烟口工况的温度。此外,结合重点排烟量对隧道温度的影响特征,进一步建立热烟气层温度衰减预测模型,为类似工程提供研究依据和技术参考。

远程集控水电站防排烟系统与消防联动维护管理

为了保障水电站的消防安全,结合防排烟系统实施有效的维护管理方式是十分必要的。针对此,提出基于远程集控模式的水电站防排烟系统与消防联动维护管理研究。根据现阶段远程集控模式在水电站中的应用情况,对其特点进行全面分析。在开展水电站防排烟系统与消防联动维护管理阶段,分别从设备管理用房、机械防排烟系统和行车道机械通风排烟系统两个角度展开详细研究,设计了对应的分区方式和运行逻辑,使防排烟系统的排烟效率以及在消防安全维护中的作用价值最大化。

3%坡度盾构隧道集中排烟模式排烟阀开启方式的研究

为研究坡度盾构隧道集中排烟模式下排烟阀的最佳开启方式,依托江阴靖江长江隧道,选取水下盾构隧道最常见的3%坡度作为研究对象,采用理论分析、数值模拟等方法,对3%坡度、不同排烟阀开启方式情况下的烟气蔓延范围、排烟阀温度、排烟阀流速及排烟效率进行了分析。结果表明:3%坡度盾构隧道火源下游排烟阀在排烟系统中起关键作用,上游排烟阀的开启会降低排烟效率;随排烟阀开启组数减少和向下游偏移,排烟系统排烟效率明显增大,提升范围为12.66%~50.84%;建议3%坡度盾构隧道发生50 MW火灾时,若开启6组排烟阀,则上游1组下游5组,若开启5组排烟阀,则上游0组下游5组,若开启4组排烟阀,则上游0组下游4组。

纵向排烟与集中排烟下烟气控制效果的对比研究

以某特长公路隧道为研究背景,采用缩尺寸试验测试、数值模拟的方法分别对纵向排烟和集中排烟模式下隧道内火灾烟气的蔓延特性进行了研究,并对比分析了两种排烟系统在火灾工况下对烟气的控制效果。结果表明,纵向排烟模式将火灾烟气控制在火源下游并从隧道出口排出,高温烟气蔓延范围较长;集中排烟模式通过排烟阀将烟气抽离行车道,有效地控制了烟气蔓延和沉降,高温烟气维持在行车道的上部空间,主要通过竖井排出隧道。采用纵向排烟模式的坡度隧道烟气控制受烟囱效应影响较大,而在设置排烟道的坡度隧道中,将排烟阀开启进行自然排烟就能有效地减弱烟囱效应。因此,采用集中排烟模式的防灾安全性能要优于采用纵向排烟模式。

典型多层地铁车站中间层起火时的通风模式优化分析

以某典型3层十字交叉换乘地铁车站为研究对象,针对地铁车站内可燃物的状况,设计峰值为2MW的t2-增长稳定火源,根据地铁车站结构、各层公共区防烟分区和通风系统设置,将紧急通风模式分为起火层下层送风机组关闭和开启2种。选用计算流体力学软件FDS5.0,将火源设置在地下2层靠近站台端部处,建立地铁车站三维模型,采用大涡模拟(LargeEddySimulation)方法对起火层机械排烟效果进行模拟。对起火层内流场、温度场和速度场的分析结果表明:开启地下3层送风机组可使补向地下2层的风量和地下2层的压力增加,有效地降低火源所在防烟分区内的烟气层厚度和温度,实现更好的防排烟效果。

大型地铁换乘车站站台火灾的排烟模式研究

以某大型地铁换乘车站为研究对象,根据车站通风排烟系统的设置情况,将站台火灾排烟模式分为只开启站台排烟风机进行排烟和同时开启站台排烟风机和隧道风机进行排烟2种。选用计算流体力学软件FDS,将火源设置在地下二层站台中部区域,建立地铁车站三维模型,采用大涡模拟方法对站台两种排烟模式的排烟效果进行模拟。对站台内烟气蔓延、能见度和补风风速的分析结果表明:开启车站隧道风机进行辅助排烟可以有效地控制烟气蔓延到站厅,增加了楼扶梯口处的补风风速,达到了更好的防排烟效果。

基于空气涡旋结构特性的舰船通道空气涡塞隔烟方法

根据稳定的空气涡旋结构特性,提出了通道内空气涡塞隔烟的原理及通道内稳定涡旋运动的生成方法。通过理论与仿真模拟,分析了通道涡旋的流场结构特性、空气喷射流的特点,得到通道内涡旋流场的三种典型状态,即部分的空气射流流向烟区、或无烟区、或基本不向两侧喷射,并证明这三种状态均能隔烟,但前两种存在给火灾区增加新鲜空气或增加吸气道空气过滤量的不利情况,第三种状态为最好。由于通道内涡旋的流场是由人工确定的,因此通过控制空气射流参数总可以使流动接近于第三种状态。仿真实验与比例实验证明:该方法隔烟能力强,而且兼顾了消、防(含不助燃特性)两种矛盾之间的要求。

地铁区间隧道火灾通风模式的数值分析

介绍了地铁区间隧道火灾常见的几种通风排烟模式,对其中一种最复杂的模式进行了数值分析.模拟分析得出,对于地铁实际工程中的单线盾构圆形隧道,在10 MW火灾强度下,着火区间隧道内2.6～2.9 m/s左右的纵向风速可以有效阻止烟气发生逆流;在着火区间隧道2.9 m/s的纵向风速下,未着火区间隧道两端对送送风速度为1～1.5 m/s时,联络通道内有风速为6 m/s左右的气流流向着火区间隧道,可有效抑制烟气通过联络通道向未着火区间隧道蔓延,保证人员的安全疏散.

可门电厂烟气脱硫吸收塔结构计算分析

通过有限元方法,对可门电厂烟气脱硫吸收塔进行结构计算分析。首先得到了塔体的振型、周期等自振特性,然后分析了塔体以及主要构件在各种荷载作用下的应力和变形,最后讨论了吸收塔塔体、构件及设计构造等。文中方法与结果可为类似工程借鉴。