风作用下凹型超高层建筑窗口羽流火焰数值模拟分析

目的 研究在风作用下凹型超高层建筑窗口羽流火焰融合高度及窗口处火焰温度变化规律.方法 对无风、水平风向、竖直风向,风速为2 m/s、6 m/s条件下的凹型超高层建筑火灾模型采用火灾动态仿真模拟软件PyroSim进行数值模拟,分析窗口温度分布等温线及温度曲线,并引入危险温度540℃.结果 在不同风速条件下,连续纵向三窗口...     

不同空气湿度条件下凹型超高层建筑窗口羽流火焰的数值模拟分析

目的 探究凹型超高层建筑在不同空气湿度条件下对窗口羽流火焰发生融合高度的影响以及窗口温度分布规律.方法 对凹型超高层建筑火灾模型在空气湿度为20％、40％、80％条件下,采用火灾动态仿真模拟软件PyroSim进行数值模拟,通过对不同工况下窗口温度分布等温线和其温度曲线进行分析,并引入危险温度540℃、350℃.结果 在...     

自动喷淋系统对羽流火焰高度影响的数值模拟研究

目的研究自动喷淋系统对窗口羽流火焰高度的影响,揭示羽流火焰与喷水强度之间的变化规律,为高层建筑防火隔离区高度的设置提供理论基础.方法利用火灾动态模拟软件PyroSim对有自动喷淋系统的窗口羽流火焰进行数值模拟研究,改变喷水强度,引入危险温度T=540℃、T_1=350℃及T_2=250℃,综合分析窗口温度曲线及等温线数据.结果自动喷淋系统能有效降低窗口羽流火焰高度,喷水强度分别为6 L/(min·m~2)、7.5 L/(min·m~2)、9.2 L/(min·m~2)和10.9 L/(min·m~2)时,单窗口危险温度T的高度与无自动喷淋系统相比降低了1.2～1.6 m,危险温度T_1的高度相比降低了0.61～1.43 m,危险温度T_2的高度相比降低了0.38～1.56 m.结论随着喷水强度的增加,羽流火焰高度明显降低;喷水强度能够抑制羽流火焰融合,故自动喷淋系统对于此类高层建筑外部火蔓延可以起到防控作用.     

多火源气体射流火动力学特性研究

文章采用试验与理论相结合的方法,研究了不同喷嘴直径、多火源喷嘴距离及热释放速率下的火焰高度和温度的演化规律;通过无量纲分析,在单火源火焰高度公式的基础上发展了多火源气体射流火的无量纲火焰高度和无量纲热释放速率之间的关系式;通过分析建立了空气卷吸系数、火焰高度和热释放速率之间的关系模型。研究结果表明:在喷嘴距离较小的情况下,火焰发生耦合,火焰高度明显增大;随着喷嘴距离增大,火焰的耦合行为逐渐减弱直至消失;在火焰底部,火焰温度较低,随着高度上升,火焰温度增大,当达到羽流区时,火焰温度随着高度增加而减小。     

多窗口羽流火焰高度计算公式及其影响因素

目的研究高层建筑纵向相邻多窗口羽流火焰的融合机制,引入危险温度T、T1及T2,分析危险温度高度与各影响因素之间的变化规律.方法采用软件PyroSim对不同窗口尺寸、火灾荷载密度以及纵向窗口数量等因素影响下的火灾建筑模型进行数值模拟,并根据模拟所得数据绘制窗口温度时间历程曲线与纵向温度分布等温线.结果纵向相邻多窗口羽流火焰出现了融合现象;危险温度T1和T2所处高度在纵向相邻两窗口比单窗口提升了2. 1～4. 0 m,纵向相邻三窗口比纵向相邻两窗口提升了0. 05～0. 8 m.结论纵向相邻两窗口羽流火焰的危险温度T1和T2所处高度与纵向相邻三窗口相似,对于同类型的高层建筑外部火蔓延的防控,考虑纵向相邻两窗口的危险温度分布即可满足要求.     

综合体高压细水雾特性参数控火灾动态模拟

利用建筑信息模型（BIM）技术建立商业综合体3D模型并采用分层转化方式转化为火灾动态模拟（FDS）计算模型,分析大空间综合体超快速火中高压细水雾与火焰相互作用过程,研讨单一喷头Ⅱ级高压细水雾在不同喷射速度、雾化角以及水雾压力因素下与火焰相互作用过程,分析细水雾控火效能。研究结果表明：雾化角增大一定程度,细水雾控火效能提高;大空间综合体在不同雾化角高压细水雾施加初期造成湍流扰动比受限空间更加剧烈且温度有回升现象,最佳雾化角大于受限空间;喷射速度增大一定量值,降温速率与幅值均增大,充分发展阶段温度震荡幅度及时间区域小;随着压力上升至临界压力,温度回升之后波动小,对火源控制效果越好,当超越临界值,火焰横向扩展并加快高温烟气中一氧化碳（CO）流动     

偏二甲肼池火灾热动力学特性数值模拟

为探究偏二甲肼池火灾热动力学特性,对无风和有风环境下的偏二甲肼池火开展了系列数值模拟。讨论了无风时油池尺寸(1m~9m)对火焰结构、轴向及横向温度分布和辐射热流密度等热动力学特性的影响,有风时偏二甲肼池火热动力学特性随环境风速(1m/s~4m/s)变化的规律。结果表明：无风环境下,随油池边长增大,偏二甲肼池火火焰高度由2.67m增大至13.22m,火焰最高温度从1006.23℃逐渐增大到1160.92℃,横向辐射热流密度随距离增大而减小;有风环境下,风速从0 m/s增大至4 m/s的过程中,池火火焰高度减小,火焰倾角从0°逐渐增大到82.3°,轴向温度分布规律在风速达到1.5 m/s后变为单调下降,下风侧温度及辐射热流密度由于火焰倾斜显著增加;拟合得到可准确预测无/有风环境下火焰高度、火焰倾角及横向辐射热流密度的工程关联式,偏差均在15% 以内。     

喷头位置对羽流火焰高度影响的数值模拟研究

目的研究喷头位置对窗口羽流火焰高度的影响,揭示羽流火焰高度和喷头位置之间的变化规律,为高层建筑多火焰融合作用下的外部防控技术提供理论依据.方法采用火灾动态模拟软件PyroSim对房间不同位置放置喷头的火灾模型进行数值模拟,通过对所设置工况的模拟研究,分析窗口温度曲线及温度等温线,并引入危险温度T、T_1及T_2.结果喷头位置明显影响窗口羽流火焰高度,喷头分别放置在距窗口2 m、3 m处和距火源中心2 m、3 m处与放置在距窗口1 m处相比,窗口羽流火焰T的高度提高了0.38～1 m,T_1的高度提高了0.2～0.38 m,T_2的高度提高了0.21～0.32 m.结论随着喷头位置距窗口和火源中心的距离增大,羽流火焰高度明显提高,但由于火源位置的随机性,实际安装中无法预知火源位置,故建议选择喷头位置距窗口1 m处,即易于安装,又能有效降低羽流火焰高度.     

高层建筑凹型结构外立面火灾竖向蔓延规律数值模拟

在城镇化发展进程中,高层建筑作为容积率大,容纳人数多的一种独特建筑结构形式得到了迅猛发展,与此同时也给城市带来了较高的建筑火灾风险,尤其是随着凹型外立面墙体结构的设计使用,使得建筑火灾蔓延特性受到了显著影响。通过FDS数值模拟技术对不同凹型外立面结构因子影响下的火场温度、火焰前锋蔓延速率进行了研究,结果表明凹型外立面火灾竖向蔓延烟囱效应较明显;火焰前锋高度随时间符合指数函数变化关系,且当凹型外立面结构因子?=0.5时,火灾前锋竖向蔓延速率达到最大。据此提出防火挑檐的合理设置可有效阻止火势沿凹型外立面向高处相邻住户蔓延。研究成果对凹型外立面建筑结构消防安全优化设计具有一定的理论指导意义。     

DOC入口条件对气态物转化效率影响

为了探究柴油机氧化型催化转换器(diesel oxidation catalyst, DOC)废气量和温度对气态污染物转化效率的影响,文章测量了柴油机在不同废气量、不同入口温度下氧化催化转化前、后HC、CO、NO_x的体积分数,并计算了气态污染物的转化效率。试验结果表明:低温时CO转化效率随废气量的增加而降低;温度大于200℃时CO转化效率达到99%以上;HC在300～350℃时转化效率达到92%,相同温度下HC的转化效率随着废气量的增加而降低;NO的转化效率在300～350℃时达到55%以上。     

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.     

纵向通风对地铁区间隧道火灾温度特性影响

以西安某地铁站区间隧道为研究对象,基于Froude相似性原理,建立1:10小尺寸实验模型,研究火源功率、纵向通风速度对隧道区间火灾时温度特性的影响,对比分析12.67,15.33和18.24 kW 3种火源功率在不同风速下的火焰形态、顶棚最大温度分布及顶棚辐射能量。研究结果表明:纵向通风会增强燃烧,增加火焰长度、降低火焰高度,同时降低隧道内温度和顶棚热辐射;当无纵向通风时,顶棚最高温度分布随火源功率呈指数函数关系,随着纵向通风风速的增加,二者相关性逐渐降低;当纵向通风风速大于1.0m/s时,隧道温度和热辐射主要受火源功率影响。     

大型教学楼火灾性能指标的数值分析

确定疏散人员、火灾大小、烟气流动模型、疏散速度、分析测点等参数设置,采用FDS火灾分析软件对典型教学楼的火灾进行模拟,分析研究温度、能见度、烟气层高度、CO浓度、CO2浓度、人员疏散情况的变化规律,结果表明:随着测点和火源中心距离的减小,温度、CO浓度、CO2浓度增加,能见度、烟气层高度降低;随着层数的增加,温度、能见度、人员疏散速度逐渐增大,烟气层高度、CO浓度、CO2浓度逐渐减小;温度、能见度、烟气层高度对人员疏散起决定性作用,CO浓度、CO2浓度对人员疏散的影响不大;各层人员疏散速度在100s时迅速下降,但各层人员疏散在250s内疏散基本完成;1层疏散人员数量先下降,再升高,再降低,在130s左右,1层疏散人员数量达到最大;教学楼人员应在580s内完成疏散,并尽可能向教学楼南侧疏散,教学楼火灾数值分析为消防设施的设置和疏散路线的选择提供理论指导.     

超长高海拔公路隧道火灾烟流扩散及温度分布规律

天山胜利隧道全长22 km,是目前世界最长的在建高海拔高速公路隧道。采用FDS(fire dynamics simulator)软件火灾动力学计算模型模拟了不同通风条件下海拔高度2 850 m的天山胜利隧道火灾发展过程,明确了不同通风条件下天山胜利隧道内火灾烟流的扩散规律以及温度的时空分布规律,提出了主隧道烟气的控制标准。结果表明：(1)考虑天山胜利隧道车型比例、多车辆串燃以及高海拔环境等因素,确定天山胜利隧道火灾火源规模折减为22 MW;(2)当隧道不通风时,火源上方拱顶温度由于隧道坡度影响,具有明显先增大后衰减的趋势,相比于无坡度条件下,前者达到最高温度快,且最高温度低;(3)隧道内温度随着通风速度的增加和远离火源而降低,隧道内可视度随着远离火源先增加后减小、随着风速增加而增大;(4)随着风速增加,人眼特征高度处温度高于60℃、可视度低于10 m的范围逐渐减少;(5)主隧道坡度为1.367%对应的火灾控烟临界风速为4 m/s,横通道坡度为-7.5%时无通风条件下进本无烟气进入。     

毛竹材的动态热机械性能分析

采用动态热机械分析(DMTA)测试毛竹材的储能模量(E')和损耗模量(E″),分析在不同初含水率、笔壁径向部位、竹龄及距毛竹基部高度下毛竹材的储能模量和损耗模量及玻璃化转变温度(Tg)。结果表明:①毛竹材储能模量随着温度的升高呈逐渐减小的趋势,损耗模量随着温度的变化出现两个峰,当温度达到玻璃化转变温度时达到第1个峰值。②储能模量和损耗模量受初含水率的影响较大,随着含水率的增加呈相对减小的趋势; 在竹壁径向上,储能模量和损耗模量由内而外依次增大; 在同一温度下,毛竹材的储能模量和损耗模量具有随毛竹高度的增加而降低的趋势; 不同竹龄毛竹材的储能模量和损耗模量略有差别,基本上随竹龄的增大而增大。③毛竹材Tg随含水率的增加而降低,在绝干状态时Tg为217～223 ℃; 含水率为15%到饱水状态时,Tg在113～134 ℃之间; 沿竹壁径向的竹青、竹肉和竹黄的Tg略有差别,30%含水率时的Tg在123～135 ℃之间; 不同竹龄毛竹材的Tg并无较大差异,在120～123 ℃之间; 不同高度的毛竹材Tg也无显著差异,在123～126 ℃之间。研究表明,在毛竹材的实际生产中可通过增加毛竹材周边温度和含水率以增加其塑性,使竹材的竹龄和高度选择更加宽泛。     

FeCo基合金非晶晶化及介观结构

用等温退火方法对FeCo基合金薄带进行晶化处理,测量发现在540℃温度退火下巨磁阻抗效应最大,其值为1571.52%.在此基础上用原子力显微镜观测了不同温度退火的FeCo基合金薄带的断口形貌,分析了退火温度对FeCo基合金介观结构的影响,结果表明随着样品退火温度增加,晶粒尺寸逐渐长大,在540℃温度退火时晶体趋于完整,具有最好的软磁性.     

水喷淋设备抑制摩托车火灾延烧的实验研究

为了解停放在建筑物的摩托车火灾延烧危险性,以及如何用水喷淋阻止火灾延烧,以全尺寸实验的方法,分析热释放率及延烧行为.结果表明: 摩托车火灾成长期热释放率Q/MW=0.000 19(t/s)2.摩托车火灾的火焰高度可达 3.5 m 以上, 4.5 m高度的温度达784℃.在研究的实验情境下,当喷淋头配置在摩托车正上方,水喷淋密度12 L/(min·m2)时,可以压制火焰高度在2 m左右,阻止火灾接焰延烧到上方的建筑物;当水喷淋密度30 L/(min·m2)时,可以压制火焰高度在1 m以下,阻止火焰向上方的建筑物及相邻的摩托车延烧.     

城市污水污泥热解实验及产物特性

采用外热式固定床热解装置，在250～700℃温度范围内对污水污泥进行了常压热解实验．研究了不同热解终温时固、液、气产物的燃料特性．结果表明，随着热解温度的提高，固体产物挥发分减少，固定碳和灰分增加，在250～450℃挥发分随热解温度变化较快，450～700℃时变化趋缓；固体产物热值在低温段较高，350℃时达到32475．6lkJ／kg，而后随热解温度的升高而降低．通过对热解油状产物性能评价，除N、S含量超标外，其他性能都可满足燃料油的要求（SH0536-95）．根据气相色谱的分析结果，温度在250～450℃时，热解气主要为CO2；在450～700℃时，气体中H2、CH4和CO等可燃气体含量逐渐增加，600℃时气体的热值最高，达到15530kJ／m^3．实际应用中在450～600℃下热解为宜．     

侧墙结构多窗口羽流火焰的数值模拟分析

目的探究侧墙结构对横纵向多窗口羽流火焰及其融合的影响,分析在侧墙上设有窗口条件下羽流火焰的温度分布情况,为同类高层建筑外部火蔓延的防控提供参考依据.方法采用火灾动态仿真模拟软件Pyro Sim对侧墙上设有窗口的建筑类型进行火灾模拟,通过对所设置工况的数值模拟研究,分析窗口温度曲线及温度等温线,并引入危险温度T、T1及T2.结果横向相对两窗口及纵向相邻两窗口的羽流火焰未互相融合;横纵向四窗口、纵向相邻三窗口及横纵向六窗口的羽流火焰能够相互融合,危险温度高度比单窗口提升了4~9 m;单侧纵向多窗口的危险温度能够影响到对向侧墙外立面.结论侧墙结构引起的烟囱效应与羽流火焰相互作用,提升了危险温度高度;单侧纵向多窗口羽流火焰融合后的危险温度能够危及对向侧墙.     

高温中胶合木构件胶缝界面剪切断裂能研究

在氮气保护、温度为20～250℃条件下,开展了120个杨木、花旗松和落叶松-间苯二酚-酚醛树脂(PRF)胶缝界面剪切断裂能试验研究.结果表明:界面剪切断裂能随着温度的升高而降低;当温度为150℃时,由于PRF胶黏剂进一步固化,因此木材-胶黏剂胶缝界面性能提高;当温度高于150℃时,密度较低的杨木和花旗松-PRF胶缝界面断裂能试件的破坏位移下降明显,密度较高的落叶松-PRF胶缝界面断裂能试件的破坏位移相对稳定;20℃时杨木、花旗松和落叶松-PRF胶缝界面的剪切断裂能分别为4.68,5.05,5.37 N·mm-1,100℃时胶缝界面裂缝尖端塑性变形增加,剪切断裂能较初始值分别增加7.2%,6.6%和14.8%,250℃时界面剪切断裂能分别降至0.44,0.46,1.63 N·mm-1.