不同进风速度下船舶机舱火灾烟气组织特性研究

本文以某散货船为研究对象,采用了FDS软件对该机舱火灾进行了数值模拟。分别分析了机舱进风速度分别为1 m/s、2 m/s、3 m/s下烟气浓度及温度变化规律,并认为当风机速度为3 m/s时,烟气浓度值最小而舱内的温度降低幅度最大。     

线火源与点火源在巷道火灾中烟流特性对比

为揭示井下线火源与点火源诱导火灾的不同,达到有针对性的进行矿井火灾防治,依据两种火源类型的燃烧特性,应用火灾动力学模拟软件FDS,建立了符合井下火灾燃烧特点的矿井平巷火灾模型,模拟对比分析了两类火源在相同火灾场景下烟气运动过程、速度分布及温度衰减规律.研究结果表明:在1.2 m/s风速条件下,线火源在顶棚射流过程中烟气的水平运动速度大于点火源,烟流逆流长度较长;巷道中截面火源附近速度最大,可达3.5 m/s,由于节流作用和输送机的遮挡,上风向顶板附近及输送机后部风速减小.顶板最高温度随火源距离的增大出现衰减,且线火源的衰减速度小于点火源,竖向温度由巷道顶板向底板方向递减.因此,线火源的火灾危害性更大,在火灾防治中应该给予更高的关注.     

基于FDS模拟的大型会展中心主会议厅性能化防火设计研究

在分析大型会展中心主会议厅防火分区、防火分隔与安全疏散设计的基础之上,基于其消防性能化防火设计目标、火灾增长速率分析和性能化防火设计的条件,采用FDS模拟对大型会展中心主会议厅发生火灾时的温度、烟气蔓延特性进行模拟分析,模拟结果表明:在各消防设施有效动作的情况下,各设定火灾场景的人员可用疏散时间不小于1 200 s,大于720 s(12 min).在自动喷水灭火系统或排烟系统失效的情况下,人员可用疏散时间亦不低于1 076 s,大于720 s(12 min).在自动灭火系统和机械排烟系统均有效或者失效时,烟气均不会蔓延出会议厅而对其它区域的人员疏散造成影响.     

运动车辆对隧道火灾顶棚射流温度分布的影响

以公路隧道内小轿车着火、客车驶经火源的场景为例，依托某隧道工程建立火灾计算模型，利用重叠网格技术和火灾数值模拟方法，研究了车辆运动速度对隧道火灾温度分布的动态影响规律.结果表明:当车辆以11.11m/s的速度经过火源时，火源中心横、纵截面隧道顶部的烟气温度最低；当车辆诱导气流对温度分布的影响达到最大时，横断面烟气温度呈现出由着火车道至车辆经过车道先降低、后升高的规律；在最高温度点上游15m范围内纵向烟气温度平稳衰减，且在车速为11.11m/s时衰减速率最大.     

地铁站台上列车车厢内部火灾的数值模拟分析

采用火灾动态模拟软件FDS对地铁站台上列车车厢内部火灾进行了数值模拟,分析了着火车厢车门关闭和开启时车厢内部烟气温度、扩散速度、质量分数和能见度的变化规律.结果表明:车厢门关闭和开启时,烟气充满两相邻车厢的时间分别为68 s和70 s;车厢内1.5m高处烟气质量分数最大值分别为0.00 034和0.00 003;着火车厢内1.5m高处的能见度分别为14 m和18 m.对站台上列车车厢内部着火时的烟气扩散规律进行研究,对于指导人员疏散、保证乘客安全和改进地铁列车火灾应急处置预案等提供参考.     

不同通风方式下地铁区间隧道火灾烟气特性分析

为了解不同通风方式下隧道火灾烟气的运移情况,开展了管道热烟实验;进行了不同通风方式下火灾烟气运移的数值模拟;分别采用理论计算和数值模拟方法得到了不同火源热释放速率的纵向临界风速。结果表明:纵向风速较小时管道中的烟气呈现层状运动,风速较大时烟气分层现象消失;车厢内烟气的温度高于车厢外相同高度的烟气温度;采用数值模拟得到的临界风速低于弗洛德临界模型的计算结果;相同火灾功率时压入式通风临界风速比抽出式通风临界风速略小。当隧道内产生速度不小于2 m/s的纵向风时,可将烟气限制在火源的下游隧道。     

高大空间卷烟制丝车间防排烟性能化设计

为分析某高大空间卷烟制丝车间防排烟设计效果,用性能化防火设计的方法、运用FDS火灾模拟软件对其进行火灾模拟。结果显示在不同火灾场景下人员疏散完毕时车间2.00m高度以下烟气层温度、CO浓度和能见度均未达到威胁人员生命安全的性能指标,起火后2400s内不会危及钢结构屋顶的结构安全,多台风机同时排烟是导致烟气较快弥漫的主要因素,高大空间工业建筑设计机械排烟系统时应划分防烟分区,并考虑分时段分区域启动,划分防烟分区的挡烟垂壁高度不宜小于0.70m。     

区域模拟方法在性能化防火设计工程中的适用性

以区域模拟软件CFAST和场模拟软件PHOENICS为工具，选取了性能化防火设计工程中的两种典型火灾场景计算结果进行比较，体现出区域模拟方法在工程应用中的适用性特点．分析了区域模拟结果不合理的原因；验证了CFAST区域模型仍适用于规则大空间，不适用于尺寸比例超过10的狭长竖高空间的结论；提出了一种针对不能合理划分单元的复杂火灾场景，在单元间采用等效开口面积体现烟气运动影响的新的建模方法；数值实验结果表明该方法是可行的．     

基于PathFinder模拟的大型会展中心展览厅人员安全疏散研究

在设定火灾条件下,基于FDS模拟得到的可用疏散时间,利用相对应的疏散场景和构建的Path Finder疏散模型,开展展览大厅和展览小厅的人员疏散模拟研究.在选择案例展览大厅和展览小厅的使用人数分别设计为6 750(6 600)人、2 450人的前提下,研究结果表明:在对应疏散场景分别为展览大厅通过疏散出口、展览小厅通过疏散出口直接疏散到室外、展览小厅通过疏散出口直接疏散到室外或相邻分区的条件下,设定火灾场景是为自动喷水灭火系统失效、机械排烟系统开启,人员必需疏散时间分别为510、455和543 s,人员可用疏散时间分别为不小于1 200 s,均满足T_RSETASET.设定火灾场景是自动喷水灭火系统将火灾最大热释放速率控制在2.2 MW、机械排烟系统开启,人员必需疏散时间分别为510、455和543 s,人员可用疏散时间分别为不小于1 140 s,均满足T_RSETASET.在设定火灾场景条件下,设计的安全出口能满足人员安全疏散需要.     

外界风影响瘦高型中庭自然排烟的CFD模拟研究

自然排烟是控制中庭火灾烟气的主要方法,其排烟效果受环境风压的影响,极易形成“烟囱效应”.利用CFD模拟方法,对影响中庭自然排烟的因素进行分析,研究结果表明：自然排烟条件下,当中庭自然排烟口位于迎风面且风速为5 m/s时,进入中庭内的冷空气量较大,产生的惯性力较强,能够使中庭的自然排烟效果失效,火灾产生的烟气蓄积在中庭底部不能排出;当中庭自然排烟口位于侧风向时,风在自然排烟口表面形成剪切流,对中庭起到了封闭作用,不利自然排烟的进行;两种典型风向条件,均不利于中庭自然排烟系统发挥作用,自然排烟系统的稳定性较弱.     

室内火灾烟气层高度的理论与模拟研究

通过对室内火灾中烟气层质量守恒方程的求解,得出了烟气层稳定高度的数学表达式,分析了影响烟气层下降速度和稳定高度的因素,并运用CFAST区域模型进行了数值模拟。结果表明,室内火灾烟气层下降到一定高度将达到稳定,下降速度和稳定高度与火源大小、房间几何尺寸等因素有关;火源功率越大、房间面积越小、通风口越小,烟气层下降速度越快;房间面积和房间高度越大、通风口越小,烟气层的稳定高度越小,改变火源如果引起烟气净累积量增加则稳定高度减小,反之,稳定高度将增大。     

排烟挡板对站台火灾机械排烟效果影响

为了有效解决地铁站台火灾机械排烟中的烟气吸穿问题,本文以侧向地铁站台为例,提出在排烟口底部加装排烟挡板的方法来阻止烟气层吸穿现象的发生。采用火灾模拟软件FDS对不同工况下站台内烟气温度、排烟口流场结构、CO体积流量进行了数值模拟分析。结果表明设置排烟挡板后,能够有效地限制吸穿现象的发生,提高站台机械排烟量。排烟挡板的设置对排烟效果也有显著影响,结果表明挡板在距离排烟口0.35m处时,排烟口处无低温凹陷区域,排烟效果最佳;而增大排烟挡板的尺寸,也能改善机械排烟效果。     

隧道火灾集中排烟时机械补风风速研究

 火灾集中排烟模式下,隧道两端射流风机需向隧道内部补充新风,以使排烟区域向火源附近排烟口方向集中,缩小烟气影响范围。从烟气控制效果出发,提出排烟效率、烟气蔓延范围、能见度3个指标作为判定合理机械补风的依据。以某越江隧道工程集中排烟为例,采用火灾动力学模拟软件FDS对-2.8%坡度隧道在不同排烟口开启方案(上游3个/下游3个、上游2个/下游4个、上游1个/下游5个)、不同纵向补风风速(0、1、2、3m/s)下的12 组火灾工况进行模拟计算。结果表明:纵向补风风速对集中排烟效果影响显著,本隧道区段火灾集中排烟时的合理纵向补风风速为2m/s,小于纵向通风时的临界风速值。     

环境参数对公路隧道火灾蔓延的实验研究

以象山隧道为研究对象,利用缩尺温度模型进行实验。研究环境温度、通风速度对隧道内的温度以及烟气蔓延的影响规律：隧道内汽车着火后,火源上方隧道顶部的温度上升幅度大,上、下游人眼特征高度处温度的上升幅度较小;通风对隧道内温度的影响很大,但不是风速越大,温度下降的越多,离火源距离越远,通风对温度影响越小;环境温度越低,烟气蔓延时间越短;火灾发生后,未开启风机时,烟气蔓延降至人眼特征高度处时间需350～415s,开启风机后,风速为2.4m/s和4.8m/s时,烟气达到人眼特征高度处的时间分别为25～40s和20～30s。在实验结果基础上给出建议,以便给监督管理部门对风速的调节和灭火救援及人员疏散提供参考。     

不同通风模式下隧道酒精池火热传递过程

为分析不同通风模式对于池火热传递过程的影响,在隧道模型内进行直径0.5 m酒精池火实验,测试和对比燃料质量损失速率、火场温度、火焰辐射热和对流换热热通量.结果表明:在0.5 m/s纵向排烟模式下,旺盛阶段连续火焰区火焰辐射热通量比自然通风条件增加了30%左右,这对火灾热传递过程控制不利.在0.8,1 m/s纵向排烟条件下,旺盛阶段连续火焰区火焰辐射热通量及上部热烟气层温度显著降低.0.5 m/s顶部排烟显著降低了旺盛阶段连续火焰区火焰辐射热通量,火灾最晚达到旺盛阶段,较早进入衰减阶段.0.5 m/s顶部排烟是本实验条件下最佳的排烟模式.     

不同集中排烟量对隧道火灾烟气控制效果的影响

 以钱江水下盾构隧道为研究对象,采用FDS 5.0对双向均衡排烟模式和50MW火灾规模下、10个不同集中排烟量对隧道火灾烟气控制效果的影响进行模拟计算。对比分析不同集中排烟量下,隧道内排烟阀处竖向排烟风速、排烟阀及排烟风机口处温度、排烟效率、行车道2m高度处能见度、烟气蔓延范围的变化情况。模拟分析表明,集中排烟量对排烟效果影响很大。当排烟量为190m³/s时,可达到较好的隧道火灾烟气控制效果。     

火灾中烟气毒性成分向远距离房间传播的实验研究

烟气的影响是火灾中人员死亡的最主要原因,为此利用"房间-走廊-房间"结构的模拟实验台进行了大量的实验,研究了火灾中烟气有毒成分向远距离非火源房间传播的特点.结果表明,门的作用非常显著,温差和一氧化碳浓度都随着门高度的增加而有规律地增加,一氧化碳浓度峰值的出现会随着门高度值变小而显著延迟;温度与一氧化碳浓度在垂直方向的分布差别很大,这说明烟气温度和毒性成分在远距离房间垂直方向上分布相互不一致.     

浅谈中庭烟气管理系统

在中庭和其他大空间建筑中没有传统的建筑分隔，这些建筑分隔对于防火保护有重要作用。而且，在这种大空间建筑中，喷淋系统的作用是十分有限的。在这种情况下，中庭烟气管理系统的作用就显得十分重要。它的主要作用是：在中庭中保持一个极限环境，从而使人员不会受到火灾所产生的烟气热的危害。这就要求在规定的逃生时间内，保证烟气层存在于规定的逃生安全高度以上。中庭烟气管理系统主要有3种方式：烟气填充、自然排烟和机械排烟。文中简要的介绍了这种方式的设计方法和原则，从而保证在中庭火灾中人员的安全。     

双向互为逃生通道的地铁区间隧道通风排烟方式实验研究

为验证发生事故隧道纵向通风、非事故隧道正压送风的气流防烟模式的有效性,通过以类矩形地铁区间隧道为原型,建立了1：3的实体试验平台,对两种纵向通风模式的防烟效果、非事故隧道沿程温度及联络通道口温度变化对比分析。结果表明：事故隧道纵向通风、非事故隧道正压送风这种有效的气流防烟方法既可在无空间设置防火门的地铁区间隧道得以应用,也可以作为常规地铁区间隧道防火门损坏后降低火灾危害的应急手段。可见在有效的正压送风模式下,事故隧道纵向通风临界风速为1.6m/s,1#A联络通道口临界风速为1.7m/s,1#B联络通道口临界风速为1.8m/s,该参数可以为地铁区间隧道风机提供选型依据。     

移动式排烟机对地铁车站火场排烟的作用

当地铁车站发生火灾时,在火场中保证一条安全的通道对于乘客疏散逃生和消防人员灭火救援都是至关重要的.本文采用FDS软件,计算模拟了北京地铁某典型车站在无车站固定机械排烟设施的情况下,通过自然排烟和外部移动式排烟机进行排烟时的三维烟气流场,重点对出口通道的温度、风速、能见度能否满足人员疏散时的要求进行了分析,为地铁车站火场进行外部移动式排烟方式的选择和乘客疏散逃生路线的制定提供了依据.