高温烟气冷却方法与设计计算

介绍了工业高温烟气冷却目的和意义及常见的冷却降温方式,提出了相关的理论和设计计算方法,结合工程中高温烟气冷却的典型案例,介绍了高温烟气冷却设计计算的应用.     

建筑物内烟气运动的盐水数值模拟

本文用求解流体力学基本方程组的方法(场模化)以盐水运动来模拟研究室内的烟气运动,在数值计算中考虑了重力(浮力)的作用,引进了空度的模化方法,并且自编了相应的三堆计算程序,验证了室内烟气运动的几个典型现象,所得计算结果基本合理。     

隧道顶部障碍物下游火灾烟气密度跃变特性

为考查隧道火灾烟气越过顶部障碍物时关键流动参数的变化及其对人员疏散和防排烟设计的影响,采用盐水试验研究不同障碍物高度与火源热释放速率下,火灾烟气越过隧道顶部障碍物后发生密度跃变的条件,并获得质量卷吸比与密度跃变前后烟气层厚度比等特性参数。结果表明：顶部障碍物的出现可使其下游的火灾烟气弗劳德数(Fr)突增至1以上而后再骤降至1以下,即从超临界状态转变为亚临界状态,这是诱发烟气密度跃变的原因;该跃变过程造成烟气卷吸大量空气,烟气厚度增大。障碍物的高度是影响烟气密度跃变特性的关键参数,密度跃变后与跃变前的烟气厚度之比、跃变前后Fr之比以及质量卷吸比均随障碍物高度增加而增大;当障碍物的无量纲高度超过0.267后,上述3个参数随障碍物高度增加而减小。障碍物下游的烟气密度跃变产生的质量卷吸比可能超过0.3,且高于既有理论模型计算值。     

城市综合管廊缆线舱火灾烟气扩散规律数值模拟研究

基于流体Pyrosim模拟软件,结合西安市某地下管廊缆线舱进行火灾烟气扩散规律的数值计算。将整个火灾过程分为缓升段、快升段、下降或波动段等3个阶段,当自动喷淋灭火系统启动后,火灾热释放速率以阶梯型开始衰减;烟气由于受到火源热羽流及舱室顶部受限空间的作用,形成顶棚射流,随即向舱室两侧扩散,此时烟气在竖向空间出现了分层现象;不同位置处的能见度均随时间的推移呈负指数下降,且距离火源越远,能见度开始下降的时间越迟。研究结果表明:烟气扩散规律与火源热释放规律呈正相关,可分为发烟段、烟气快速上升段、缓升或波动段;当关闭通风系统后,不同位置处空气中的烟密度具有不同的峰值,并且随着时间的推移,空气中的烟密度最终趋于稳定。研究结果可为综合管廊消防管理提供理论参考。     

建筑材料火灾烟气减光性能的试验研究

笔者以木材、纺织品和塑料(聚苯乙烯) 3类材料作为高层建筑常用的可燃性建筑材料,对其在燃烧状态下释放的烟气进行了减光性能试验,研究了3种建筑材料在燃烧状态下,释放烟气的光学密度、减光系数、能见度及其相互关系,并建立了简明的函数关系式。通过试验,其结果表明,3种建筑材料释放烟气的光学密度随时间呈线性增长,烟场内疏散标志的能见度与烟气的减光系数、燃烧建材的性质、室内其他照明装置的开闭、疏散标志自身的亮度有关     

密度场干涉测量及其条纹处理计算

本文将普通纹影仪改造成激光差分干涉仪,并用于火焰等密度场的显示与测量。编制了条纹预处理和细化软件系统,并对干涉条纹进行了处理和细化计算。另外,针对细化后的条纹,编制了密度场的计算软件,并对蜡烛火焰和超声速轴对称绕流流场进行了计算,得到了密度场定量的结果。     

建筑物走廊型通道中火灾烟气流动特性的研究

应用网络模型方法,将建筑物走廊型通道合理地划分为多个节点,在火源为10kg木材的情况下,利用已开发成功的烟流性状预测软件对四川消防科研所的一座实体建筑物进行了模拟计算,获得了各节点烟流性状的发展变化规律。经比较,模型计算结果与实验数据十分符合。证明走廊型通道的多节点划分方法正确、预测软件实用可靠。根据烟气侵入走道中两节点的时间差及两节点间距,提出了烟气弥漫速度的计算方法。该算法与实测结果间的相对误差小于3%,实例应用及研究的成果,为建筑物火灾时安全疏散动态模拟研究提供了理论依据。     

全尺寸隧道火灾实验研究与烟气逆流距离的理论预测

在建成的隧道中实施全尺寸火灾试验,得到隧道火灾自然通风模式下的烟气温度纵向变化数据和纵向蔓延情况。用OriginPro7.5软件对实验数据进行处理、拟合,得到3次实验的烟气逆流的顶棚射流温度随着离开火源距离纵向衰减规律,建立了计算烟气逆流距离的预测公式。根据隧道实体火灾实验的测量结果与理论模型的预测结果的对比,验证了理论模型的有效性,为市政公路隧道建设采用自然通风模式提供科学依据。     

隧道火灾的全尺寸试验研究

在3条公路隧道上进行了10次全尺寸试验,研究不通火灾条件和风速下烟气的运动情况。主要测量了各隧道1000m范围内的拱顶下方烟气温度、烟气层高度分布以及烟气前锋的运动情况等,并分析了纵向风速对火灾羽流形态、烟气前锋运动速度、隧道内线型缆式感温探测系统响应等的影响。此处所列的所有全尺寸试验数据可以进行进一步的分析,以便研究各种已知火灾模型在计算长隧道火灾时所得的结果是否有效。     

转炉烟气净化系统中烟气的分析和量的计算

转炉煤气干法净化回收技术已被认定为转炉煤气处理技术的今后发展方向。我国在转炉煤气干法净化回收技术方面已经做了全面深入的研究,并于2006年创新性地开发出了完全适合我国转炉炼钢的转炉煤气干法净化回收系统。设计转炉煤气干法净化回收系统的第一步也是最关键的一步,就是转炉烟气的分析和烟气量的准确计算。     

网格划分及开口处计算区域延展对FDS模拟结果的影响

结合具体算例,引入相关性分析方法对FDS应用中出现的网格独立性问题进行了量化研究,就火源区、羽流区和烟气层区对网格密度敏感性的差别进行了讨论,并且分析了开口处计算区域设置对计算结果的影响.随着网格密度的增大.不同计算结果之间的相关性值不断增大至0.99以上,且火源区的相关性值受网格密度影响最大,浮力羽流区次之,烟气层区最小.不延展计算区域和延展计算区域情况下的计算结果的相关性值较低,而不同计算区域延展范围下的计算结果之间的相关性均较高.结果表明,相关性值可以用来衡量计算结果的网格独立性.火源区、浮力羽流区、烟气层区对于网格密度的敏感程度依次递减,加密火源区在控制计算时间的同时可以有效提高计算精度.计算区域设置对于建筑开口处的烟气溢流和补气情况将产生重要影响.进而将影响到建筑内部的热流场,将开口处的计算区域适当向外延展,是保证计算结果精确度的有效手段.     

飞机货舱低气压环境对火灾探测参量影响研究

旨在为飞机货舱火灾探测系统设计和研制提供理论支撑,在飞机货舱环境模拟实验舱内开展了70kPa、80kPa、90kPa和100kPa下正庚烷火灾实验,分析了低气压环境对顶棚温度、烟气密度和气体浓度火灾探测参量的影响规律。低压下空气密度较小,卷吸系数减小,导致顶棚最高温升增加,顶棚温度衰减变快。同时,低压下烟气密度降低,并与压力呈指数关系,指数系数约为0.946,扩展了前人研究结果的应用范围。CO浓度最大值随压力降低而增加,且CO增长速率与压力呈负指数关系。CO2增长速率随着压力降低而略有减小。     

除尘系统中烟气露点的计算与分析

本文通过对除尘系统中烟气露点的计算与分析，阐述了燃料中应用基水分Ｗ＾ｙ应用基折算含硫量ＳＺＳ，应用基折算含灰量Ａ以及过剩空气系数α对烟气露点的影响，为防止和减轻除尘系统结露提供了必要的依据。     

某宾馆火灾烟气扩散及疏散模拟研究

利用计算机模拟技术,对宾馆火灾烟气扩散和人员疏散过程进行了计算模拟.首先基于客房的火灾可燃物分析,设定了火灾增长功率曲线.利用大涡火灾模型,计算了火灾发生后,起火房间、疏散通道及疏散出口内的影响人员疏散的温度、有毒气体浓度以及能见度发展趋势,给出火灾条件下可用安全疏散时间.通过精细网格人员疏散模拟,分析了人员所需安全疏散时间及安全疏散行为方式,研究表明人员可以安全疏散.该方法可作为宾馆火灾安全分析参考.     

火灾过程中羽流模型及其评价

总结了Zukoski(1)、Zukoski(2 )、NFPA、McCaffre和Thomas -Hinkley几种常见的羽流模型和适用条件 ,运用算例对几种常见羽流模型的羽流质量流量、保持一定冷空气高度条件下的热烟气层温度和排烟体积流量进行了对比分析。结果表明 ,在冷空气层高度 2m～ 3m时 ,各羽流模型的计算结果较为接近 ;在冷空气层高度较大时 ,小面积火源条件下Zukoski(1)、Zukoski(2 )、NFPA三个模型的计算结果较为接近 ,McCaffre模型计算的羽流质量流量最大 ,热烟气层温度最低 ,排烟体积流量最大 ;大面积火源条件下 ,McCaffre模型和Thomas -Hinkley模型相比 ,羽流质量流量大 ,热烟气层温度最低 ,排烟体积流量大。在相同房间高度和地板面积条件下 ,羽流质量流量大则热烟气的充填时间短     

细水雾抑制固体燃料火焰辐射特性的研究

采用热电偶测温系统和热流辐射传感器等仪器对细水雾施加前后火场温度及辐射热流密度进行测量.研究了不同喷雾气压下固体燃烧场的温度及辐射热流密度的变化特性.结果表明,细水雾的蒸发冷却是影响火焰热辐射的一个重要因素.在实验基础上,建立了固体可燃物燃烧场辐射热流密度的计算模型,计算结果与实验结果较为吻合.     

基于CFAST模型的仓储式超级市场火灾烟气计算机模拟浅析

烟气对安全疏散的影响是性能化设计主要判据之一,使用计算机模拟软件CFAST对烟气进行模拟、分析可以较为准确的反映烟气在蔓延过程,本文尝试应用CFAST对仓储式超级市场火灾烟气模拟进行计算,就火灾中烟气的沉降对人的影响进行研究.     

基于BP神经元网络的建筑火灾烟气危害评价分级研究

随着人工神经网络技术的发展,其并行数据处理技术和自适应、自组织的学习能力,使得它在处理一些复杂的数据时占有很大优势.本文将BP神经网络应用于火灾烟气危险性评价分级,以等级的形式确定烟气的危险程度,并结合实验数据及相关统计对BP神经网络进行改进,给出了实例计算,验证了其可行性.     

湍球塔内气流分布优化的数值计算及试验

通过对湍球塔（TCA）内三维流场的数值计算,找到了较佳的结构参数,在此基础上进行的试验表明,计算结果与试验结果相吻合。计算程序可为TCA的设计及保证其长期安全经济运行提供理论依据。     

商业综合体人员密度调查与分析

人员密度是建筑疏散设计的基础,而商业综合体人员密度具有一定的特点。运用黑箱理论模型及统计学相关知识,建立了商业综合体人员密度计算模型。结合两个典型商业综合体实例的调查数据,获得了商业综合体人员密度、每天不同时段的人员密度分布规律以及工作日、休息日和节假日的平均人员密度比值;提出了相应的消防管理措施。结果表明:商业综合体的人员密度小于现行规范推荐值,可为商业综合体安全疏散设计提供参考。