顶部不同开口尺寸腔室中油池火灾的发展过程

在项部开口腔室内开展庚烷油池火的燃烧实验,研究了开口尺寸对火灾发展过程的影响.实验使用了2种直径的油池和6种大小的水平开口,并测量了燃料质量损失速率、腔室内的气体温度分布以及火源根部附近的气体浓度变化过程.结果表明,根据火焰熄灭的原因,燃烧可分为缺氧熄灭模式和燃料耗尽熄灭模式.在缺氧熄灭模式下,顶部开口尺寸对燃料消耗率、质量损失速率和气体温度分布的影响较小；火灾进入燃料耗尽熄灭模式后,质量损失速率以及气体温度均随开口尺寸增大而增大.同时,随着开口的增大,火焰熄灭时的氧气浓度变大.在项部开口腔室火灾中,燃烧开始后,烟气在腔室内迅速沉降并充满整个腔室,“双区模型”不再适用.     

封闭空间油池火火焰振荡特性研究

在内尺寸为1m(长)×1m(宽)×0.75m(高)的无开口封闭空间进行了庚烷池火燃烧实验,重点研究了封闭空间内庚烷池火火焰的振荡行为特性,油池尺寸包括0.100,0.141,0.200和0.300m四种规格.实验发现,火焰根部面积的变化频率与火焰高度的振荡频率相等,在此基础提出了采用火焰根部面积的变化频率求取火焰振荡频率的方法,并应用于具有顶棚射流的封闭空间池火火焰振荡频率的确定.研究结果表明,在燃烧过程中油池火焰振荡频率波动较小,火焰振荡频率小于开放空间经验公式预测值,火焰振荡频率与油池直径的关系拟合结果为f=1.33D-0.5,且对无量纲关系式St=0.26Fr-0.532符合较好.     

受限空间内小尺度油池火行为实验

为分析受限空间内燃油火灾特性,通过设计并搭建受限空间小尺度油池火行为实验平台,选择三种典型液体燃料(正庚烷、环己烷、航空煤油)开展燃烧试验,测量并分析火焰温度、烟气温度及燃料燃烧生成的烟气成分浓度等变化规律.结果 表明:油池火最高温度超过700℃,烟气温度变化曲线满足高斯分布;由温度变化曲线将燃烧分为发展—稳定—熄灭3个阶段,发展期占比均接近9.8％,且温度变化率最高达到22.0℃/s;在253 s左右,三种燃料燃烧过程中O2、CO2与CO浓度变化曲线到达最高点;在熄灭期,三种燃料火焰温度变化曲线满足反比例函数分布.可见,结合火羽流温度以及烟气成分浓度变化可判断火灾处于何种阶段以及燃烧物种类,从而为提高火灾预警准确率提供数据支撑.     

细水雾对不同开口受限空间火灾的抑制作用

目的研究单、双开口受限空间自然通风条件下,细水雾抑制酒精池火的机理和有效性.方法在3.6 m×1.5 m×0.6 m的实验模型中部设置直径500 mm酒精作为火源,距离火源中心1 100 mm的位置布置高压细水雾喷头.在自然通风工况下,点火8 min后启动细水雾,改变开口的位置、数量及细水雾施加压力,对比分析不同开口条件下细水雾灭火的机理和有效性.结果对于双开口受限空间175 k W酒精池火,6 MPa及以下的细水雾可以有效抑制轰燃,但不能实现灭火;7 MPa、8.37 L/min细水雾可在54 s内有效灭火,比单开口受限空间灭火时间缩短了56 s.结论细水雾熄灭双开口受限空间酒精火的主导机理是对火焰和热烟气层的冷却作用,细水雾熄灭单开口受限空间火灾的主导机理是对地面接受到的热辐射的冷却作用.     

环境湿度影响受限空间池火的实验

为了分析高湿环境下火灾发展和烟气蔓延的复杂性和不确定性,本文搭建了3.6m×1.2m×1.4m的受限空间实验模型,以直径600mm的酒精作为火源,在室温(20±2)℃和相对湿度［(30%~90%)±5%］范围内调整受限空间环境条件,测试模型空间内燃料的质量损失速率、池火火焰温度、上部热烟气层平均温度、火焰对周围环境的热辐射、地面接收到的热辐射、火焰根部O₂浓度、烟气中CO₂浓度等参数,分析不同环境湿度条件下受限空间池火的发展规律.实验结果表明,常温条件下,环境湿度达到90%左右时,燃料的质量损失速率、火焰对周围环境的热辐射、火焰温度和上部热烟气层平均温度均显著下降,火灾旺盛阶段持续时间延长,熄灭阶段温降梯度减小.因此,常温环境中,相对湿度90%的高湿条件下池火的发展和蔓延会受到显著抑制.     

新型细水雾添加剂的制备及其灭火性能评价

在研究传统细水雾添加剂的基础上，取长补短，采用物理工艺制备出新型复合添加剂，针对典型火源（酒精池火、煤油池火与木垛火），改变添加剂浓度开展了一系列灭火实验。结果表明：新型复合添加剂显著增强了细水雾的灭火性能，可提高灭火时间5～8倍。随着细水雾中添加剂含量的不断增加，油池火的灭火时间呈现出先快速下降，而后略微增长的趋势；而木垛火的灭火时间表现为平缓下降，并趋于稳定。含新型复合添加剂的细水雾灭火是物理化学复合作用机制，但主导灭火机理是燃料表面的冷却与隔离作用。     

纵向通风对正方形酒精池火燃烧速率影响的实验研究

在低湍流风洞实验研究了0～3.95m/s的纵向通风对边长为4cm至9cm的正方形酒精池火燃烧速率的影响,并在实验数据的基础上分析了通风影响酒精池火燃烧速率的机理.实验表明,零风速时酒精池火单位面积燃烧速率基本一致;随着风速的增大,各油池燃烧速率呈单调递增趋势.通风使得酒精油池接收到的热反馈增强是燃烧速率加快的主要原因,其影响远大于对流强制蒸发的作用,且通风影响酒精燃烧速率的趋势主要决定于油池接收的总热反馈量.随着风速的增加,相较于油盘下风侧壁面,燃料表面接收到的热反馈对燃烧速率的影响逐渐占主导.     

基于形状和纹理特征的正庚烷环形油池火特性

该文开展了不同尺寸的环形正庚烷油池火实验。实验中改变了环形油池的内径、外径等参数,通过火焰图像的形状特征和纹理特征分析了环形火焰的结构。结果表明:环形油池火的火焰从油池外部边缘产生,向油池中心扩散。火焰内部出现空心区域,其面积随着内外径比的增大而增大。当环形油池外径不变时,火焰面积、周长、灰度共生矩阵的对比度、熵、相关度都随着内外径比的增大而逐渐减小,而能量值呈现逐渐增加的趋势。主成分分析的结果表明:前两个主成分分量与内外径比具有良好的对应关系,贡献率超过95%,可以用于定量描述环形火焰。     

航空煤油池火焰高度特征研究

在燃烧风洞试验厅开展了无风和有风条件下的航空煤油池火燃烧实验,油池直径分别为0.15,0.20,0.30和0.60 m,风速范围在0～3.5 m/s.结果表明,不同直径油池均存在临界Ri-1值,小于此临界值时,无量纲平均火焰高度随ln Ri-1的增加而线性减小,大于此临界值,无量纲火焰高度基本保持不变;随油池直径增加,临界Ri-1值变大,稳定的无量纲平均火焰高度减少.理论推导了无风条件下火焰高度与油池直径、燃烧速率的函数关系,表明火焰高度Hf/D随Fc数的2/3次方变化,拟合给出了相关参数值,建立了无风条件下火焰高度的预测模型,并拟合建立了有风条件下池火焰高度的预测模型.     

细水雾扑灭B类火的全尺度实验

根据IMO有关测试规范的要求，进行了一系列全尺度动力机舱模拟灭火实验。实验中采用的是局部保护细水雾灭火系统，通过改变通风条件、预燃时间、喷雾方式及火焰功率等因素，考察了它们对系统灭火有效性的影响。实验结果表明，细水雾系统可有效扑灭动力机舱内设定的各种工况下的油池火和油雾火，与气体灭火系统相比，受通风条件影响小，能有效降低室内温度及CO、CO2浓度，因而系统工作期间消防人员和操作人员可安全进入。在油池火灭火实验中发现通过火焰冷却灭火时所需时间较短，而依靠燃料表面冷却灭火时则时间较长。此外研究结果还显示，采用侧喷方式时，系统的灭火性能将大大提高，而较长的预燃时间则有利于细水雾扑灭油雾火。     

公路隧道火灾中火区火风压研究

借助大尺寸火灾模型试验,试验隧道内径1.8 m,长度100 m,试验数据采集系统采用世界领先水平的有效支持分布式控制和实时控制的串行通信网络-CAN现场总线系统.深入研究了火风压与通风风速、火灾规模之间的关系.对火区火风压进行了理论分析计算,将理论公式计算结果与试验结果进行比较,所得结果相吻合,证明了理论公式的正确性,并确定火灾救援风速为3 m/s.     

模拟建筑火灾环境的灭火对比实验研究

在模拟建筑火灾环境的灭火过程中，采用新型胶体灭火材料和水进行对比灭火实验，考察它们之间不同效果，并对新型灭火材料的灭火性能进行研究。研究表明，该材料形成的胶体自由射流发散性小，充实水柱长，喷射距离远；灭火速度比水提高40％以上，且灭火过程中温度不反弹；灭火过程中，蒸汽、烟气产生量小，火场能见度高。     

基于火灾模型的消防应急平台架构和功能分析

为预防和应对丽江古城发生大规模火灾,提出了消防应急平台架构。该平台包括信息获取、应急智能和决策指挥三大系统,运用地理信息系统(GIS)技术,将基础空间信息和消防安全信息整合,将火灾模拟分析、风险评估与消防应急指挥、数字应急预案制订有机结合起来。其中的火灾预测预警模型采用了基于元胞自动机的城区火灾蔓延模型。结合人员疏散和损失评估模型进行风险评估。消防应急决策指挥流程实现火灾预测与消防指挥的融合,为提高火灾安全管理和消防指挥能力提供了帮助。     

基于火灾模型的消防应急平台架构和功能分析

为预防并应对丽江古城发生大规模火灾,提出了消防应急平台架构。该平台包括信息获取、应急智能和决策指挥3大系统,运用地理信息系统(GIS)技术,将基础空间信息和消防安全信息整合,将火灾模拟分析、风险评估与消防应急指挥、数字应急预案制订有机结合起来。其中的火灾预测预警模型采用了基于元胞自动机的城区火灾蔓延模型。结合人员疏散和损失评估模型进行风险评估。消防应急决策指挥流程实现火灾预测与消防指挥的融合,为提高火灾安全管理和消防指挥能力提供了帮助。     

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。     

在建工程的火灾特征、原因及其防火措施

对在建工程的火灾特征和起火原因进行了分析,从管理制度、日常巡查、消防通道的设置、作业人员的安全教育、临时作业的防火安全注意事项等方面提出了防火对策措施.