昆明西山林场5种可燃物的火行为研究

【目的】通过估测西山林场内主要可燃物特征,预测潜在的火行为大小,为西山林场的防火管理提供科学参考。【方法】通过外业调查,对柏木(Cupressus funebris)、旱冬瓜(Alnus nepalensis)、云南松(Pinus yunnanensis)、华山松(P. armandii)和麻栎(Quercus acutissima)5种可燃物采样,估算西山林场内主要可燃物载量大小,并在实验室内进行燃烧模拟试验,量化火行为特征,包括引燃时间、火焰维持时间、无焰燃烧维持时间、蔓延时间、火焰高度、火焰温度、无焰燃烧温度、火焰热辐射、无焰燃烧热辐射等。【结果】云南松林内的载量达到2.35 kg/m²、燃烧火焰最高温度628 ℃、燃烧火焰最大高度70 cm、最大热辐射为6.92 kW/m²、燃烧后无焰燃烧的最高温度266 ℃,均与每年进行计划烧除时云南松纯林内的载量1.15 kg/m²、火焰最高温度697.6 ℃、火焰最大高度44.5 cm、最大热辐射8.02 kW/m²,无焰燃烧的最高温度194.3 ℃有差异。不同林种可燃物的火强度大小依次为:云南松(786.07 kW/m) >麻栎(564.39 kW/m)>华山松(275.30 kW/m) >柏木(6.26 kW/m),其中云南松的火强度(786.07 kW/m,中强度火)与云南松纯林计划烧除时的火强度403.60 kW/m(低强度火)有差异。【结论】森林可燃物的载量对火强度影响较大,麻栎和华山松属于低强度火,柏木的火强度几乎可以忽略不计。森林抚育更新等人为干预措施,可对林内可燃物进行有效调控,减少和预防森林火灾的发生。     

木结构古建筑室内火灾发展的数值分析

消防安全是所有类型建筑中的重要问题,特别是在木结构古建筑中。在本文中,室内火灾实验是在一个高火灾荷载的木结构古建筑的全尺寸模型中进行,并通过烟气和火焰蔓延来探索火灾的增长及蔓延方式。使用FDS软件模拟不同火灾情景下火灾的发生发展过程,以研究火灾发展的影响因素,并预测木结构古建筑的火灾特征。结果表明,火源在大殿的角落和屋顶处易引起火灾蔓延;大殿内火灾荷载越多,火灾蔓延速度越快;木材的热解温度越低,发生轰燃时间越短。     

A multi-layer zone model for predicting temperature distribution in a fire room

Modelingoffireinacompartmentcanbeachievedeitherusingazonemodelingmethodoracomputationalfluiddynamics (CFD )modelingmethod .Themostcommonzonemodelisthetwo zonemodel.Themaincharacterofthismodelisthatitdividestheroom (s)intoahot ,upperlayerandacooler,lowerlayer ,andthatthephysicalpropertiesofeachlayer ,suchasitsgastemperatureandspeciesconcentrationsarealluniform .Somemodelsofthistypehavebeendeveloped[1～3] ,andacomprehensivereviewoftheexistingtwo zonefiremodelscanbefoundinreference [4 ].Thecomp…     

建筑物多室火灾过程的计算机模拟

应用场模拟和区域模拟相结合的方法来研究建筑物多室火灾过程，是计算机模拟多室火灾过程的一种新方法．这种新方法的主要思想是用场模拟的方法模拟着火房间，对于与着火房间相连的非着火房间，则采用区域模拟的方法．本文正是基于场区模拟这种新方法对双室火灾过程进行数值模拟．     

大空间内着火位置对火灾增长的影响

以大空间展厅为例,利用火源辐射模型和烟气辐射模型并结合CFAST6.0区域模拟软件的计算结果,对比分析了大空间内不同着火位置下火灾增长的情况。研究结果表明仅考虑火源热辐射的情况下,展厅内着火位置越处于左右中间对称处,其火灾增长越快,热释放速率峰值也越大,达到热释放速率峰值的时间和火灾的持续时间越短,处于展厅中心位置时所有值达峰值。对火源热辐射和烟气辐射综合考虑时,到达热释放速率峰值时间与火灾持续时间的规律同仅考虑火源辐射模型时一致,但热释放速率峰值均有不同程度的提高。     

含新型装饰材料的室内轰燃时间研究

根据火灾动力学理论,建立了含壁面材料相关参数的轰燃前室内火灾温度的预测模型;选择铝塑复合板、PVC装饰板、PE保温装饰板和矿棉吸声板等常用新型装饰材料作为壁面材料,在小规模室内火灾实验箱内研究了轰燃现象;结合理论分析和实验研究结果,得到了轰燃时间的预测公式,并探讨了壁面材料特性对轰燃时间的影响。     

典型固体可燃物燃烧特性的实验研究

选择具有代表性的聚甲醛丙烯酸甲脂和松木两种材料，采用基于耗氧原理的燃烧热释放速率测量方法，在不同的外加热流密度作用下利用锥型量热计系统对固体可燃物的热释放速率进行测量；分析了外加热流密度对固体可燃物热释放速率、燃烧产物中CO2的浓度和烟气的温度的影响；发现固体可燃物的燃烧放热过程与它们本身的结构特性密切相关，外加热流密度对固体可燃物的热释放速率有很大的影响。     

火灾时围护结构非稳态温度场的动态特性

为了研究火灾时建筑物围护结构的温度,运用BFD模化模型,模拟计算了室内建筑火灾烟气温度与时间的变化关系,并讨论了长宽比、有效通风口高度等对室内火灾过程的影响.在上述火灾模拟的基础上,根据烟气与围护结构之间的换热情况,建立了围护结构非稳态传热模型.采用分界面衔接条件,并结合有限差分方法,提出了一种建筑构件中心点温度场的计算方法.随后,取时间步长为1 s,计算时间为50min,分别计算了两种围护结构内部温度场随时间和位置的变化规律.计算时,火灾增长时间tg为150 s,衰减时间td为600 s,所选取的火灾为经历了生长阶段、轰然阶段、充分发展阶段和衰减阶段的全过程燃烧.模拟得到的加气混凝土和钢筋混凝土构件内部温度场变化规律与实验结果基本符合.     

广西4种乔木树叶的燃烧性差异研究

【目的】以广西4种乔木树种叶片为研究对象,测试其燃烧性能,为林火发生预测提供科学依据。【方法】以格木(Erythrophleum fordii)、马尾松(Pinus massoniana.)、台湾相思(Acacia confusa)和红椎木(Castanopsis hystrix)等4种乔木的叶片为材料,采用锥形量热仪对其燃烧性能进行测试,测定热释放速率(heat release rate,HRR)、总释放热(total heat release,THR)、烟生成速率(smoke produce rate,SPR)、烟释放总量(total smoke release,TSR)、质量损失速率(mass loss rate, MLR)等指标。【结果】①格木和红椎木的热释放速率(HRR)和质量损失速率(MLR)曲线近似,马尾松和台湾相思的HRR和MLR曲线近似,4种可燃物的总释放热(THR)、烟生成速率(SPR)和烟释放总量(TSR)曲线近似,但数值不同。②4种可燃物最大热释放速率大小顺序依次为:台湾相思(285.22 kW/m²)>马尾松(229.85 kW/m²)>格木(216.10 kW/m²)>红椎木(200.12 kW/m²)。4种可燃物THR大小顺序依次为:格木>红椎木>台湾相思>马尾松。4种可燃物的SPR峰值大小顺序依次为:格木(0.07 m²/s)>台湾相思(0.05 m²/s)>马尾松(0.04 m²/s)=红椎木(0.04 m²/s)。4种可燃物TSR大小顺序依次为:格木(191.94 m²/m²)>红椎木(162.83 m²/m²)>台湾相思(119.67 m²/m²)>马尾松(95.49 m²/m²)。4种可燃物的MLR大小顺序依次为:格木(4.92 g/s)>马尾松(2.68 g/s)>台湾相思(2.63 g/s)>红椎木(1.92 g/s)。【结论】4种树种叶片的燃烧性能有所差异。格木、红椎木、马尾林、台湾相思的叶片燃烧前期的HRR、THR、SPR和TSR相差不大,后期格木和红椎木明显高于马尾松和台湾相思,即格木和红椎木的叶片燃烧持续性高于马尾松和台湾相思的,更利于火灾持续。     

长大公路隧道火灾温度场分布试验研究

为了掌握长大公路隧道内的火灾行为,提升秦岭特长公路隧道的火灾安全性,进行了火灾时隧道内温度场的纵向、横向分布规律及温度场扩散范围的大比例(1:6)火灾模型试验.模型隧道内径为1.8 m,长100 m.隧道内的风速在10 m/s范围内.试验中设定了3个火灾规模用以模拟实际的隧道火灾场景.试验中隧道内烟流温度通过CAN数据采集系统自动记录.试验结果表明,横向温度分布呈现拱顶最高,拱腰、边墙次之,底部最低的规律.对纵向温度分布而言,火区温度最高,随着远离火区温度逐渐降低.火灾规模及通风速度对温度分布及温度扩散范围具有明显的影响.随着火灾规模的增大,隧道内各点烟流温度及影响范围均增大.而随着通风速度的增大,温度扩散范围增大,火区最高温度降低,隧道内温度分布趋于均匀.此外,根据试验成果对结构防火措施、设备布置方案、火灾时通风风速的设定以及行车距离的限制等给出了合理的建议.     

着火空间二维平面热辐射通量分布工程计算方法

文章利用固体火焰辐射模型,以网格划分的方法发展了一种空间二维平面热辐射通量的工程计算方法,利用C语言编制简单的计算程序,计算出着火空间二维平面热辐射通量的分布,在计算过程中应用了美国Nuclear Regulatory Commission(NRC)发布的计算公式,保证了计算结果的准确性,为火灾中热辐射通量的工程计算提供了一定的思路和方法。     

Numerical simulation of fire development in a single compartment based on cone calorimeter experiments

The burning characteristics of several kinds of wood and polyurethane materials have been studied using cone calorimeter (CONE2A). A new and simple ignition criterion, heat release rate model and mass loss rate model are proposed based on experiments. Combined with these models, the zone-model of fire can be used to predict fire development in a single compartment according to the species of combustibles, their quantities and distribution. Calculated results show that this method is simple and feasible.     

辐射特性模型对机舱火灾模拟的影响

分别用灰体和窄带两种不同的介质辐射特性模型,模拟了封闭机舱内火灾的发生过程,并对其中的温度、气体浓度、辐射热流等的分布进行了比较和分析。结果表明在火灾发生的前50 s之内,两种模型差别不大。在50 s之后,由于机舱内的烟气产量和CO2,H2O等多原子气体的迅速增加,两种模型的模拟结果差别增大。灰体模型对辐射换热量的预测大于窄带模型。由于辐射参与介质本身是非灰的,所以窄带模型对辐射的预测更准确。这一结论也通过气体成份分布和烟气浓度分布的结果得到了证实。研究可为机舱火灾的准确模拟研究提供参考。     

顶部排烟耦合细水雾作用下的火灾烟气特性

利用长宽高为6m×15m×2m的隧道模型，进行了顶部排烟和细水雾灭火实验.通过对各测点烟气温度、火焰温度、CO含量及能见度的测试，分析了不同的顶部排烟以及细水雾耦合作用模式对火灾烟气的控制效果.结果表明:顶部排烟加快了柴油燃烧速率，顶部排烟耦合细水雾的冷却作用明显.在火灾增长阶段(50s)，细水雾耦合顶部排烟对于烟气控制效果最优；在火灾充分发展阶段(90s)，细水雾耦合顶部排烟作用易引起沸溢及轰燃，且细水雾喷洒瞬间，火焰强化现象最明显，CO含量迅速上升.顶部排烟对于能见度的提高效果明显；单独施加细水雾虽然能起到控制烟气的作用，但会使能见度进一步降低；在顶部排烟的耦合作用下，烟气经细水雾吸附沉降后能见度的提高速率增大.     

基于遥感的上海市宝山区海岸带生态资产评估

运用上海市宝山区海岸带遥感数据、DEM数据和气象数据,基于研究区域生态系统服务功能具体情况建立了海岸带生态资产评估的指标体系.利用改进的月总太阳辐射模型和基于遥感的生态资产计算方法,对宝山区海岸带的生态资产进行了评估.结果表明:1998年、2005年和2008年上海市宝山区海岸带生态资产总量折合人民币分别为3.226×...     

建筑火灾区域模拟辐射换热的计算

首先给出了几个与区域模拟基本思想相一致的假设，然后据此推导了区域模拟辐射换热的计算模型．本模型将火源假设为点火源；并假定包壳仅由两个表面组成，其中，上表面为顶篷和上部坚墙，而下表面为地板和下部竖墙．这一模型既考虑了吸收性介质对火源及壁面辐射的影响，也考虑了烟气主要成份对吸收性系数的影响．     

隧道火灾上游烟气温度分布规律的实验研究

隧道一旦发生火灾事故,火源上游蔓延烟气温度的高低决定着司乘人员逃生的危险程度。通过分析在1/20小比例尺寸隧道模型中开展的26种隧道较大火灾规模实验场景所对应的实验数据,研究了不同燃料类型、不同隧道截面尺寸的隧道火灾在不同纵向通风风速工况下对火源上游烟气温度的影响。研究结果表明,隧道宽度和纵向风速对顶棚下方烟气温度最大温升影响不大,而隧道高度对其影响较大;此外火源上游烟气温度随着纵向风速的增大而减小,随着隧道横截面尺寸的增大而增大;最后给出了隧道火灾顶棚下方火源上游烟气无量纲温升与无量纲距离的关系模型。     

高海拔下油盆火烟气辐射特性研究

结合模拟气体辐射特性的统计窄带模型和模拟烟黑(Soot)辐射特性的Mie氏散射理论,对高海拔下油盆火烟气的辐射特性进行研究。得到了实验装置中不同位置的气体浓度、烟黑浓度、烟气的发射率等数据。将模拟得到的辐射特性用于实验油盆火的燃烧过程计算,温度的计算结果与实验结果吻合较好,轴线方向平均温度的最大相对误差为12.6%;烟气的发射率与温度、烟气成分等因素相关。研究结果表明应用该方法可以对高海拔下油盆火的烟气辐射特性进行较为准确的研究和分析。     

热辐射对中庭火灾烟流的影响

根据中庭火灾特点，提出了考虑辐射换热损失和壁面传热损失，不考虑燃烧过程视火焰为体积热源，浮升力作用下火灾烟气紊流流动的场模型，引入6通量辐射换热模型，分析热辐射对中庭火灾烟流的影响，并将辐射换热损失计入壁面传热损失，简化辐射换热模型计算，采用PHOENICS通用软件进行数值计算。结果表明，由于中庭温度相对较低，较射换热的影响较小，将壁面传热系数取最大值，从而将辐射换热的影响计入壁面传热损失的计算方法是可行的，应进一步完善数学模型，引入燃烧子模型。     

大型商场开敞空间防烟分区内烟气运动的模拟

针对大型商场火灾危险性严重的典型部位,运用数学模化和计算机模化的方法,采用双层区域模型,建立了开敞式空间防烟分区内烟气流动过程的数学模型和计算机模化软件CSMOKE.应用模拟系统对防烟分区内火灾初期的烟气流动情况,包括烟气的产生量、烟气层的温度以及烟气层厚度随时间的变化等进行预测,并对影响火灾发展主要因素的影响规律进行了研究.同时,分别以汽油油盘和标准试件为燃烧物开展了大型商场开敞空间防烟分区的实体火灾试验,获取了火灾和烟气运动的特性参数.模拟计算结果与实测结果的误差在20%以内.