飞机货舱轰燃规律的试验研究

为研究飞机货舱火灾发展至轰燃的内在规律，在1/4体积标准飞机货舱内开展了一系列火灾轰燃试验。以单壁瓦楞纸箱被引燃作为轰燃发生的判据，研究了油盘尺寸和燃料种类对轰燃的影响，通过对货舱上部热烟气层平均温度、地板所受辐射热通量、燃料热释放速率及烟气体积分数的分析，探讨了轰燃发生的临界条件和表现形式。结果表明：油盘尺寸的增大提高了轰燃发生的可能性和轰燃的剧烈程度，在达到引发轰燃所需的临界油盘尺寸后，继续增大油盘尺寸会使轰燃发生的时间提前；引发飞机货舱轰燃所需的临界条件为，上部热烟气层平均温度达到456℃,地板所受辐射热通量达到14.3 kW/m²;此外，通过对轰燃所需的临界油盘尺寸与燃料热物性参数的拟合，发现轰燃所需的临界油盘尺寸正比于燃料的蒸发热，反比于燃料的燃烧热。     

通风开口对轰燃影响的数值模拟

轰燃是建筑火灾中的一个重要的火现象,室内局部火的发展过程中,热烟气向水源基底辐射,在一定条件下会产生正反馈,导致热烟气温度和火源释放速率急剧增加,从而转变成遍及整个房间的大火,轰燃的产生与否受到很多因素的影响,尝试利用CFAST对轰燃现象进行数值模拟,讨论了不同的通风开口条件对轰燃发生时热烟气温度和热释放速率的影响,计算机结果表明,当开口面积固定时,竖直开口比水平开口需要更大的火源释热速率,另外也指明了,多数情况下用CFAST对轰燃进行计算是可能的,但在某些临界条件下计算会终止。     

飞机客舱结构对轰燃影响的仿真研究

客舱轰燃的发生直接关系到乘客的生命安全。为研究撞地火灾情景下飞机客舱轰燃的影响因素,基于BFD曲线参数估计模型分析确定轰燃的主要影响因素为开口因子、火灾总燃料载荷和火灾发展系数。利用Pyro Sim建立客舱结构仿真模型,通过FDS对不同型号的波音和空客飞机进行了仿真模拟,得到轰燃发生时间在160~230 s。仿真结果表明,改变客舱表面积即改变客舱的长、宽、高会对开口因子产生直接影响,进而影响轰燃发生时间。     

地铁车厢汽油火灾的模拟计算与分析

采用数值计算方法,研讨了泼洒燃料总量为5kg汽油的故意纵火情况下产生的火灾功率、烟气的蔓延规律及烟气控制方案。首先理论分析了泼洒液体火灾的液面深度、浸铺面积、单位面积燃料质量损失速率,进而得到了泼洒液体燃料总量与火灾功率的关系。采用多分区区域模型对列车车厢内的烟气温度、厚度进行了计算。分析车厢5kg汽油火灾的烟气危险性中,发现烟气将在30s时下降到危险高度,烟气温度将在30~50s后超过人体的极限,90s后烟气降到车厢地板,150s后车厢会达到轰燃温度。基于数值模拟结果,笔者提出了烟气控制方案。研究成果有助于地铁防灾设计及人员疏散紧急预案的制定。     

木结构吊脚楼火灾轰燃临界值预测研究

为探究木结构吊脚楼受限空间内火灾发展过程中的轰燃临界现象,以贵州省某典型木结构吊脚楼为研究对象,利用突变理论结合数值模拟软件量化分析其受限空间内火灾发展过程中的轰燃临界值。结果表明:木结构吊脚楼建筑受限空间内火灾发展过程中的轰燃现象具有燕尾突变特征,得到的轰燃临界温度为951. 5 K;利用数值模拟得到的轰燃临界温度为953. 4 K,与前者相比具有较好的一致性。木结构吊脚楼受限空间火灾轰燃现象的发生与外界风速关联性不大。     

建筑火灾中轰燃现象的突变分析

建筑火灾中轰燃现象是一种典型的突变过程。本文利用数学方法推导出轰燃的突变动力学，首先给出基于能量平衡方程的轰燃模型并构建其突变簇方程，然后讨论系统控制因子和实际工况之间的关系。结果发现建筑火灾中轰燃现象的突变形式是燕尾突变。     

回燃及其对腔室火灾过程的影响

从火灾中的两种特殊火行为－轰燃和回燃的发生机理出发,着重讨论了回燃在整个火灾过程中的作用以及回燃对轰燃的影响。结果表明,由于回燃和轰燃同为火灾全过程中的分过程,并且由于二者发生机理的相似性,因而,它们可以建立联系。当具备合适的热解产物浓度时,回燃过程可以使火灾系统的状态突变到完全发展状态,即引发轰燃。     

初始引火源燃烧特征对动车车厢轰燃的影响研究

为了研究动车组发生火灾时车厢内火焰不断蔓延、火势不断增大导致车厢内轰燃的情况,并得到引起车厢轰燃的临界初始引火源热释放速率及所需燃烧持续时间,采用火灾动力学三维模拟软件FDS模拟其燃烧过程,分析在持续燃烧和非持续燃烧2种状态下不同热释放速率的初始引火源引起的动车组车厢轰燃情况。结果表明:引起动车组车厢轰燃的临界初始引火源热释放速率值为160 k W,燃烧持续时间临界值为1 470 s。随着初始引火源热释放速率的增大,车厢发生轰燃的时间变短,两者之间存在乘幂函数关系;且发生轰燃所需的火源燃烧持续时间也随之缩短,两者之间同样存在乘幂函数关系。根据动车组车厢内常见初始引火源特征,明确了不同行李物品作为初始引火源对动车组车厢发生轰燃的危险性。     

初始引火源燃烧特征对动车车厢轰燃的影响研究北大核心CSCD

为了研究动车组发生火灾时车厢内火焰不断蔓延、火势不断增大导致车厢内轰燃的情况,并得到引起车厢轰燃的临界初始引火源热释放速率及所需燃烧持续时间,采用火灾动力学三维模拟软件FDS模拟其燃烧过程,分析在持续燃烧和非持续燃烧2种状态下不同热释放速率的初始引火源引起的动车组车厢轰燃情况。结果表明:引起动车组车厢轰燃的临界初始引火源热释放速率值为160 k W,燃烧持续时间临界值为1 470 s。随着初始引火源热释放速率的增大,车厢发生轰燃的时间变短,两者之间存在乘幂函数关系;且发生轰燃所需的火源燃烧持续时间也随之缩短,两者之间同样存在乘幂函数关系。根据动车组车厢内常见初始引火源特征,明确了不同行李物品作为初始引火源对动车组车厢发生轰燃的危险性。     

初始引火源燃烧特征对动车车厢轰燃的影响研究北大核心CSCD

为了研究动车组发生火灾时车厢内火焰不断蔓延、火势不断增大导致车厢内轰燃的情况,并得到引起车厢轰燃的临界初始引火源热释放速率及所需燃烧持续时间,采用火灾动力学三维模拟软件FDS模拟其燃烧过程,分析在持续燃烧和非持续燃烧2种状态下不同热释放速率的初始引火源引起的动车组车厢轰燃情况。结果表明:引起动车组车厢轰燃的临界初始引火源热释放速率值为160 k W,燃烧持续时间临界值为1 470 s。随着初始引火源热释放速率的增大,车厢发生轰燃的时间变短,两者之间存在乘幂函数关系;且发生轰燃所需的火源燃烧持续时间也随之缩短,两者之间同样存在乘幂函数关系。根据动车组车厢内常见初始引火源特征,明确了不同行李物品作为初始引火源对动车组车厢发生轰燃的危险性。     

应用FDS软件对零售店铺火灾的数值模拟

客运总站等大空间建筑物中的小零售店铺通常会堆放许多可燃物。在此类建筑中都安装用于整个大厅的机械排烟系统似乎不太可行。因此,在店铺中建造了包括水喷淋以及排烟等主动式消防系统的屋顶,着火时挡板将落下封闭店铺。此时应关注在封闭的小空间内发生轰燃的可能性。如果店铺没有完全封闭,烟气可能会扩散到店铺以外的空间。文中用火灾场模拟软件FDS3．1模拟了消防系统启动前店铺内的火灾环境。模拟的结果将有助于评估制定的消防安全条例以及相关的设计参数。研究结果证实了如果着火的店铺没有完全封闭,更大的烟气羽流将会在店铺以外的大空间中形成。此外,文中还对控制店铺火灾用的排烟系统及水喷淋系统的性能进行了评估。     

夏季大空间内火灾机械排烟效率的研究

采用全尺寸实验对夏季大空间内火灾机械排烟的效率进行了研究.实验过程中主要测量了火源功率和大空间内的烟气温度两个参数.通过分析大空间内烟气温度的分布规律,得到了机械排烟控制下不同火源功率的大空间内稳定的烟气层高度.根据Heskestad羽流模型计算了烟气生成速率,与机械排烟速率比较得到了夏季大空间内火灾机械排烟的效率.实验结果表明,在夏季大空间中,当火源功率不是很大时,大空间内外的温差使得外界补充进来的空气和火灾生成的烟气更加容易发生掺混,导致机械排烟的效率大大降低;按照规范规定的6次换气率进行排烟,在实验的300～1 000 kW的火源功率范围内,夏季大空间内火灾机械排烟的效率约为30%.火源功率的增大,在一定程度上削弱了空气与烟气的掺混,机械排烟的效率略有提高,但是提高的效果并不是很明显.     

室内火灾发展过程稳定性数值计算与分析

为明确轰燃现象出现前火灾所处的状态,得到轰燃发生的临界条件,基于非线性动力系统稳定性理论,针对描述火灾过程的一个典型微分方程,采用数值方法计算了系统Jacobi矩阵的特征值随时间的变化。计算结果表明在出现轰燃现象之前的火灾过程始终处于临界稳定状态。通过火灾过程的温度T(n+1)~T(n)曲线的数值计算验证了轰然发生的临界条件,对火灾非线性动力系统的时间演化过程进行了解释。     

地下停车库火灾风险性的评价研究

本文分析了地下停车库的火灾特点。并从停车库的火灾规模、发生轰燃的烟气条件、释放辐射热的大小、相邻汽车被引燃的临界条件和自动喷水系统的动作时间等几方面对停车库潜在的火灾危险性进行了探讨。以某地下一层停车库为例,对其火灾风险性进行了具体评价。     

火灾烟气危害定量评价模型THVCH及其应用

为更加准确地评价实际火灾烟气的危害性,针对以往烟气毒性定量评价方法N-GAS和FED模型的不足,提出了一种新的火灾烟气危害性定量评价模型THVCH(Toxicity,Heat and Visibility Comprehensive Harmfulness)。实际火灾烟气的危害包括烟气毒性和烟气高温辐射。两者都具有时间累积效应,人员在火灾环境中的暴露时间越长,所受到的伤害越大。烟气的遮光性是影响火场中人员暴露时间的重要因素,低能见度下人员疏散所需要的时间是高能见度的3.8倍。THVCH模型在考虑烟气毒性的同时兼顾了能见度对人员暴露时间的影响以及高温辐射对人体的伤害。以重庆开县5.5火灾为工程背景,运用大涡模拟技术对其火灾过程进行数值重构。在此技术上采用N-GAS、FED和THVCH模型对不同阶段的火灾危害性进行了评价,证明了火灾烟气危害评价中考虑能见度和高温辐射的必要性。     

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...     

全尺寸船舶机舱火灾烟气填充研究

为研究机舱火灾烟气蔓延的特点,进行了全尺寸机舱火灾烟气填充试验,在试验舱室内设置4个不同尺寸的填充物,研究不规则截面舱室的烟气沉降规律,同时改变油池尺寸和抬升火源研究火源功率和火源高度对烟气温度分布和烟气层沉降的影响。结果表明:随火源功率增大,顶棚和侧墙的温度升高,烟气的沉降速率增大,当火源功率较小时顶棚温度较低,以温度为阈值的消防喷头失效;将火源抬升4 m时烟气温度及烟气沉降速率均升高,但烟气层稳定在8 m高度,舱室底部形成一个相对安全的空间。另外,基于Zukoski羽流模型和质量守恒,推导出不规则截面烟气沉降理论预测模型,与前人的模型对比,该理论模型预测值更接近实际观测值。     

干水在热环境中的持续作用效果研究*

为研究干水对建筑火灾中高聚物燃烧产生的热危害和烟气危害的影响,采用火焰传播量热仪（FPA）模拟建筑火灾扑灭后的持续热环境,对灭火过程中过量施加的干水对可燃高聚物的持续作用效果进行研究。结果表明:干水能够明显提升可燃物的抗复燃性能以及削弱燃烧过程中的热危害和烟气危害;相比于纯燃料,干水作用下可燃物的点燃时间出现明显的延迟,并且热释放速率和一氧化碳生成速率明显降低,尤其在可燃物燃烧初期,干水还具有显著的抑制烟气生成速率的效果。研究结果可为灾后消防人员的搜救和被困人员的逃生提供一种新的技术方案。     

室内家具轰燃的实验研究

室内一旦发生火灾 ,轰燃出现之快慢是人们在有限的逃生时间和有限逃生能力下能否安全逃脱灾难的关键因素。笔者对室内典型家具的轰燃现象进行了实验研究 ,利用实验方法成功地观测到室内家具轰燃的全过程。介绍了轰燃实验的设计方法、实验的测量方法。大量的建筑室内家具轰燃实验 ,仍很难给出室内家具材质的轰燃准则和判别条件 ,对此应进一步开展研究工作。