典型地铁火灾场景中烟气蔓延与控制研究

地铁是现代化的城市轨道交通工具,承担着越来越重要的大客流运输任务,是城市现代化程度的重要指标。随着城市地铁的迅速发展,作为人流密集的公众聚集场所且处于地下的空间,地铁灾害问题愈来愈引起人们的重视。近年来,地铁火灾成为火灾科学界研究的热点。本文针对地铁火灾的特点,设计特定情况下的地铁火灾场景,利用FDS模拟地铁车站的三维烟气流场,对地铁车站火灾烟气的蔓延情况及烟气控制系统对烟气的控制效果进行了研究,通过分析烟气蔓延的过程和特点,得出了无机械送排风或无挡烟装置难以保证人员从站台层向站厅层安全疏散,特别是当站台中部发生火灾时,只有机械送排风和挡烟设施配合使用才可以有效地控制烟气和温度的研究结论。旨在对有效防控地铁火灾和人员疏散的研究提供一定参考。     

舰船火灾中烟气沿通道蔓延特征的计算机模拟

本文采用区域模型时舰船火灾中烟气沿通道蔓延的热物理特征进行了计算机模拟，并根据区域模型村基本思路，采用纵向分段的方法，解决了纵向长通道内烟气蔓延中分层热物理参数不均匀问题，提高了模拟计算的准确性，模拟结果与模型实验符合较好。     

电动汽车火灾扑救的有关思考

随着科学技术的不断发展,社会经济也是日新月异,人们的生活条件早已不同往日,人们越来越依靠科技,相信科技,不断发展科技。随着生活条件的改善,普通百姓对于汽车的需求成倍增加,自从进入21世纪后,起初是少数人家购买汽车,到目前,仅仅发展了20年,家家户户基本上都有一辆小轿车,同时环境的污染,也是成比增长,这种情况与我国可持续发展的政策严重背驰,使今后城市发展受到制约。所以新能源、新动力科技成为主要研发的方向,于是电动汽车应运而生,其主要目的是为了让汽车摆脱对燃料的依赖,同时能够减少对大气环境的污染,一举两得,是一种节能环保的新型交通工具。电动汽车的上市受到了许多年轻人的追捧,新颖、时尚、特别成为它的标志,但也容易起火。本文主要研究电动汽车的安全性以及为何火灾发生的几率偏高,最后提几点火灾扑救的方法技巧。     

纯电动汽车的火灾特性及热释放速率探讨

通过资料调研结合理论分析的研究方法,对纯电动汽车的火灾原因、火灾特性及火灾规模展开了讨论.文献调研结果表明,纯电动汽车火灾原因主要有4个方面:热滥用、电滥用、机械滥用及其他外部原因.纯电动汽车电池组的火灾很难被探测,由于外部喷洒的灭火剂无法接触到正在燃烧的电池组,在没有足够冷却的情况下,火灾容易在第一次扑灭后复燃.相比于内燃机汽车火灾,纯电动汽车火灾中易形成氟氧化磷(POF3)、氟化氢(HF)、氰化氢(HCN)和一氧化碳(CO)等有毒气体.此外,内燃机汽车与纯电动汽车都含有大量可燃物质.内燃汽车与纯电动汽车在可燃物方面的主要区别在于动力系统.对于内燃机汽车,动力系统的可燃物是液体石油燃料,而对于纯电动汽车,动力系统的可燃物是电池组.通过理论分析发现,可将纯电动汽车的热释放速率分为动力电池与其他可燃物两部分,并基于此提出了纯电动汽车火灾峰值热释放速率的估算公式.通过公式估算,小型纯电动汽车的热释放速率为5.3～6.4 MW,与全尺寸试验中的实测值接近.分析结果可为纯电动汽车火灾规模的选取提供参考.     

海拔高度对矿井无轨运输车辆火灾影响模拟研究

为研究高海拔地区火灾巷道内可燃物燃烧特性、烟气运移及相关烟气参数的变化规律.应用FDS火灾模拟软件建立实际尺寸的巷道无轨运输车辆火灾模型,分别研究海拔高度为0,1700,3000,4000,5000 m时无轨运输设备的动态燃烧过程;分析不同海拔高度下可燃物的燃烧特性、烟气运移情况及相关烟气参数(CO浓度、温度)的变化规...     

建筑火灾中烟气蔓延过程的动态显示

火灾烟气对人们的危害很大，了解烟气的蔓延特点有助于采取合理的烟控措施及减少火灾损失。本文讨论了建筑火灾中烟气的蔓延过程及其在计算机上实现动态显示的原理和方法。以某十一层的建筑为对象，用火灾烟气蔓延的区域模拟程序和专家系统程序分别进行了分析计算，并按烟气在某一层内的蔓延和在整个楼内（多层）蔓延两种情况分别编制了若干显示算例。文中还对实现烟气蔓延的动态显示需注意的问题作了讨论。     

电动汽车锂离子电池组火灾数值模拟研究

为了探究电动汽车火灾危险性,利用FDS软件建立锂离子电池火灾模型,并对电动汽车锂离子电池组火灾进行数值模拟研究,分析火灾过程中的热释放速率、烟气、能见度、温度、CO和CO2浓度变化规律。研究结果表明:电动汽车内锂离子电池组火灾发展迅速,其烟气、高温、CO等危害影响车内人员的安全;车辆内部锂离子电池组的数量决定其火灾危险性的大小,大电池容量电动汽车火灾风险较高;当电动大巴车后端电池组发生火灾时,人员后门逃离的安全性系数高于前门;电动汽车火灾可能发生蔓延,增大车辆密集型区域的消防安全难度。该模拟结果可为电动汽车消防提供参考。     

半横向通风作用下隧道火灾烟气蔓延特性数值模拟研究

采用数值模拟方法对半横向排烟下的隧道火灾烟气蔓延特性展开研究,研究排烟口数量、排烟口风速以及排烟口间距对烟气蔓延范围以及顶棚下方温度分布的影响。研究发现：排烟口数量的增加可有效减小烟气蔓延范围并降低烟气温度,但排烟口数量增加到一定值后,烟气蔓延距离基本保持不变;排烟口风速的增大可减小烟气蔓延范围并降低烟气温度,但排烟口风速增大到一定值后,烟气蔓延距离基本保持不变;随着横向排烟口间距的增大,烟气蔓延范围随之增大,顶棚下方烟气温度呈上升趋势。     

城市典型风景区节假日人员分布特征研究

对景区公共场所这种复杂的人员疏散而言,必须分析人员分布时间特征,才能有效疏散。本文以调研数据为基础,结合客流监控数据的验证,研究城市典型风景区节假日人员分布时间特征,为设计合理人员疏散模型以及人员疏散的预测预警奠定基础。     

起居室典型材料的火灾温度场实验研究

就建筑火灾发生频率较高的起居室为研究对象,主要对该类住宅中的一些常见和使用广泛的典型家具及装修材料,纸张（报纸）、多层胶合板以及软垫分别进行了火灾燃烧实验,对火场中重要参数温度场进行了测试与分析。对由典型装修材料组成的单室,既起居室火灾进行了全尺寸火灾实验,目的是掌握起居室内火灾的发生发展、燃烧过程和火灾蔓延特点。研究表明,住宅火灾中聚合材料、人工填充泡沫等人造材料的热释放速率最大,最高可达305kW,是火灾前期起居室升温的主要热源;全尺寸火灾实验过程中火焰蔓延较快,扩展幅度较大,蔓延过程中多股火焰交叉处温度可达250％左右,容易造成火势火场传播,同时释放出大量深色烟气,火场能见度极低。全尺寸起居室实验表明,短短3min27s内火场温度达到850℃。     

不同外热功率下18650锂离子电池热失控特性

为探究不同外热功率(220,170,120,70 W)下锂离子电池的热失控特性,采用动压变温实验舱作为燃爆实验舱,并利用量热仪和ISO-9705烟气分析仪监测特征参数,对荷电状态(SOC)为100％的18650型锂离子电池进行高温热失控实验.结果表明:在不同的外热功率条件下,锂离子电池进入热失控的过程呈现出相似的趋势,...     

低压环境下不同三元圆柱锂电池热失控危险特性对比研究

为研究21700和18650新旧2型多用途锂离子电池在航空运输低压环境下的热失控特性差异,采用动压变温实验舱搭建实验平台开展实验。将实验环境压力设定为飞机巡航时的环境压力30 kPa,对比常压101 kPa,使用外部热源加热的方式触发锂电池热失控,利用热传播引发相邻电池热失控,分别从热失控温度变化特性、热释放速率和热解气体组分浓度变化进行分析。研究结果表明:能量密度更高的21700电池热失控峰值温度更高,高温危险性要高于18650电池,但触发热失控所需的热量更多,电池间热传播时间会延长;低压环境有利于降低锂电池热失控燃爆峰值温度,减小燃爆热释放速率,但会产生更多CxHy和CO等具有燃爆性的热解气体,可能会在有限空间内与氧气混合引起二次燃爆。     

凹型建筑外立面火灾烟气蔓延特性研究

为了研究凹型建筑外立面火灾烟气蔓延特性,对高层建筑凹槽内火灾烟气“三场”数值模拟。研究表明:结构因子α（进深与槽宽之比）的变化导致凹型建筑结构内呈现不同的火灾烟气蔓延规律;当α为0~0.4时,建筑凹槽内的火灾烟气无烟囱效应;当α为0.6~1.2时,建筑凹槽内的火灾烟气呈现一定的烟囱效应,其火灾烟气温度场、CO浓度场、扩散速度场变化显著;当α>1.2的,建筑凹槽内的火灾烟气烟囱效应显著。     

低压环境对锂电池热失控释放温度影响

为研究锂电池在民航飞行低压特殊环境的安全性及发生热失控灾害后的高温危险性,通过可模拟飞行变动条件的动压变温实验舱开展系列实验,研究锂电池在不同低压环境下的（101,60,30 kPa）多节18650型锂离子电池热失控温度特性,采集电池池体温度及热失控喷射释放温度等参数。研究结果表明:随环境压力降低,圆柱锂电池间的热失控传播并不能被阻断,但锂电池热失控灾害所释放产生的高温区域减少,且高温持续时间变短,释放所产生温度的高温危险性随环境压力的降低而有所降低。     

隧道与横通道交叉角对火灾烟气蔓延影响机制研究

为探索隧道与横通道交叉角对火灾烟气蔓延的影响机制,采用FDS数值模拟,研究横通道与隧道不同交叉角情况下火灾烟气温度、浓度、烟气层高度等的变化规律,建立开启火源下风向横通道时隧道内烟气最高温度修正公式,提出烟气纵向蔓延恢复长度的概念,并探讨其影响规律。 结果表明:隧道和横通道交叉角越小,隧道内同一位置烟气层高度越高,当交叉角由90°降低到30°时,烟气层高度最大增加32%;烟气纵向蔓延恢复长度与交叉角及通风速率呈正相关,而与火源功率几乎无关。研究结果对隧道通风排烟系统设计及相关标准的制定具有参考意义。     

受限空间环境压力对三元锂离子电池热失控影响

为研究三元锂离子电池在空运低压环境中的安全性,通过自主设计搭建的封闭式变压实验舱开展相关实验,对不同荷电状态(SOC)下的三元锂离子电池在不同压力环境(101,80,60,40 kPa)下的热失控特性进行研究,采集电池热失控过程中的温度以及实验舱内的压力变化,并对热失控后实验舱内的气体成分进行分析.结果表明:三元锂离子...     

太空环境下锂离子电池热失控与火灾的研究展望

综述了锂离子电池的热失控机理,介绍了由于电池内部电解液、电池隔膜和电极材料分解的链式热反应过程而引发的热失控和火灾现象。同时,讨论了锂离子电池在微重力太空环境中可能产生的烟黑浓度倍增,加速火蔓延,火焰喷射等极端火行为。进而探讨了开展锂离子电池的低压、落塔和抛物飞行等地面实验模拟太空微重力燃烧的方法可行性,建立数值模型预测太空微重力环境下锂离子电池热失控临界条件与火灾行为的必要性,以及如何通过基础研究科学地指导空间站电池热管理和消防系统的设计。     

隧道受限火灾合理纵向通风风速范围研究*

为探究公路隧道不同受限程度火灾的适宜纵向通风风速,基于FDS模拟分析5种纵向通风速度下不同近壁距离火源顶棚下方烟气最高温度的分布特性、烟羽流倾角及烟气分层状况,提出合理纵向通风风速范围。研究结果表明:在隧道中心线上近火源下游,顶棚下方的最高温度沿纵向均呈指数衰减。不同贴壁距离和纵向通风风速下,均出现烟气分岔流动,随着贴壁距离减小羽流撞击处温升、火羽流偏移角显著增加。当风速小于1.6 m/s时,火源上游出现大量高温烟气回流;而当风速超过2.4 m/s时,分岔流动现象越明显,各偏移角变小,火源下游逐渐后移的烟气层严重失稳。因此,不同受限程度下火灾合理纵向风速为1.6~2.4 m/s。