100号航空汽油池火燃烧特性试验研究

从燃烧速率及热释放速率、火焰脉动特征、热辐射特性等方面研究了100号航空汽油池火的燃烧特性.通过电子天平实时采集数据并进行处理得到池火燃烧速率,利用全尺寸热释放速率测量系统测量池火热释放速率,通过图像处理技术对池火脉动特征进行分析,通过在火焰一定距离处布置热流计得到池火热辐射特性相关参数.结果表明:100号航空汽油池火稳定燃烧速率大于普通汽油燃烧速率,最大燃烧速率和衰减因子均大于普通汽油参数值;小尺寸池火热释放速率不稳定,随着油池尺寸的增大,热释放速率稳定性增强;池火火焰周期性脉动现象非常明显,脉动频率试验值与Pagni公式预测值接近;在油池液面高度产生的辐射强度随着无量纲距离L/D的增大呈指数衰减,拟合得到的曲线公式所对应参数值与油盘等效直径呈线性关系,通过此关系得到100号航空汽油池火热辐射统一方程.     

某地下大型商业建筑防火分隔方案设计和评估

针对某地下大型商业建筑消防设计在防火分隔方面存在的问题,分析几种常用防火分隔方法的适用性,初步设计几种防火分隔替代方案.采用建筑防火性能化设计思想,分析替代方案所应达到的安全目标,利用火灾动力学模拟软件FDS评估这些方案的分隔效果,给出火灾时防火卷帘迎火面和背火面的温度发展曲线.数值模拟结果表明防火分隔方案3能够达到防火墙的分隔效果,满足该建筑的消防安全要求.     

水雾对气体火焰传播特性影响的实验研究

本文利用自行设计的传播火焰喷雾抑制实验系统研究了水雾对甲烷火焰传播特性的影响.结果表明,在一定范围内水雾对甲烷火焰传播的抑制效率随着水流量和火焰前方流场中水雾区流体速度的增加而增加.在甲烷爆炸反应过程中,水作为第三体或惰性液滴破坏其中的链载体,从而降低了甲烷爆炸的反应能力.     

火灾时建筑内人员安全疏散可靠性的数值计算

运用一次二阶矩法(FOSM)的可靠指数概念,建立建筑火灾安全人员安全疏散随机不确定性分析方法,给出了可靠指数β的计算程序。案例结果分析表明,运用FOSM可以计算火灾环境下人员安全疏散的可靠概率。     

船舶封闭舱室火灾烟气温度特性研究

封闭舱室火灾与开放空间火灾有很大的不同。通过在内尺寸为1m×1m×0.75m的舱室内的一系列不同油盘直径庚烷油池火试验,发现了烟气的循环卷吸现象,且发现舱内气体可以分为上部的密烟气层和下部的稀烟气层两层,此时传统的双区域模型对火灾的模拟不再适用。烟气温度的空间分布可以用一个分段函数来表示,密烟气层内部温度基本一致,温度与高度无关;稀烟气层内部温度随高度具有均匀的梯度,为高度的一次函数。同时,研究发现熄火时刻舱内的烟气温度分布符合波尔兹曼分布律,且与油盘直径无关,即与火源功率无关,满足统一的波尔兹曼方程,并就本实验参数条件下的温度数据给出了拟合曲线方程。     

火灾环境下具有弹性支座钢构件的稳定性能

根据弹性稳定理论原理研究了具有弹性支座钢结构构件在火灾环境下的静力特性问题 ,导出了高温下钢构件的静力稳定临界荷载和长度计算式 ,并讨论了温度、杆件的侧向弹簧刚度、杆长、保护层厚度等因素对杆件静力稳定临界荷载和长度的影响 ,分析表明 ,杆件的侧向弹簧刚度、杆长、保护层厚度对杆件的稳定承载力影响较大 ,并探讨了在实际工程中如何减小结构失稳的问题。     

水雾作用下气体爆炸火焰传播的实验研究

利用自行设计的全程透明的火焰加速管和水喷雾系统，对不同水雾条件下的气体火焰传播现象进行了实验研究。运用光电传感器与数字摄像技术分析了不同浓度的甲烷在不同水雾条件下的火焰传播速度、火焰阵面轨迹以及火焰结构特性，并通过对传播火焰反应区温度的测量，探讨了水雾抑制气体爆炸火焰传播的内在机理及所需的条件。实验结果表明：由于水雾作用于火焰反应区，降低了火焰反应区内的温度和气体燃烧速度，延长火焰阵面的预热区，减缓火焰阵面传热与传质的进行，从而使传播火焰得以抑制。水雾对气体爆炸火焰传播的抑制效果与水雾流量速度、雾区浓度以及火焰到达水雾区的火焰传播速度有关。     

火灾时人员疏散预动作时间的CDF表征法研究

为表征建筑物火灾环境下人员疏散预动作时间随机性,提出累积分布函数表征法,并给出根据已知累积分布曲线产生随机预动作时间的方法和步骤。对1993年发生在美国纽约2幢世贸中心双子大楼(WT1和WT2)的火灾案例进行分析。结果表明,前人提出的正态分布、威布尔分布等概率分布表征人员疏散预动作时间,具有一定的局限性,对WT1的数据比较适用,对于WT2数据完全失效。而应用累积分布函数法分别对WT1和WT2的数据进行表征,结果表明,模拟生成随机预动作时间的累积分布与原始数据的累积分布曲线完全吻合。同时,随机预动作时间的均值和标准差几乎与样本大小无关。     

基于锥形量热仪的典型软垫座椅材料燃烧特性研究

采用锥形量热仪研究不同热辐射功率下典型软垫座椅材料(聚氨酯泡沫填料/包覆层组合件)的燃烧特性,为软垫座椅的火灾安全提供技术支持。结果表明:在点燃性能方面,聚氨酯泡沫/人造革组合件的耐热性相对最高,其点燃前包覆层开口临界辐射功率为40~45 k W/m~2,聚氨酯泡沫/尼龙组合件不易被点燃,其包覆层具有较高的阻燃性;分析材料的热释放速率(HRR)曲线得到,聚氨酯泡沫/人造革组合件充分燃烧过程中出现2个增长峰,且峰值相对较低,而聚氨酯泡沫/化纤与聚氨酯泡沫/尼龙组合件只有1个增长峰,且在50k W/m~2热辐射下峰值均达到600 k W/m~2以上;采用多种评价指标对各组合件进行评估,发现FGI分析与Petrella风险矩阵更适用于组合件材料的火灾危险性评估。     

大型油罐火灾的热辐射危害特性

热辐射是油库储油罐燃烧的主要危害特性之一.本文对直径20m的柴油罐燃烧进行数值模拟,得出无风和有风情况下油罐燃烧热辐射的空间分布规律.在地面高度,随着距离L/D的增加,热辐射强度先增加后减少;在油罐火液面高度,热辐射强度随L/D的增加呈指数衰减规律.引入热辐射危害判据分析消防人员灭火的最小安全距离以及燃烧油罐对相邻油罐的热破坏.结果表明,在无风情况下,直径20 m油罐燃烧消防队员灭火不受二度烧伤的安全距离L约为64 m;有风情况下消防队员不受二度烧伤的灭火安全距离L约为80 m,不受死亡的灭火安全距离L约为62 m.数值模拟结果还与现有池火灾经验模型进行比较,表明在近油罐区(L＜3D),两者的热辐射强度分布曲线吻合较好.