室内轰燃试验及数值模拟分析

通过实体小室轰燃试验,比较BFD曲线参数估计法和FDS场模拟在轰燃预测上的可靠性.采用相关系数法比较BFD曲线参数估计法和FDS场模拟对室内温度变化预测的可靠性; 通过偏差均方根比较了这两种预测方法对室内最高温度预测的可靠性.结果表明,BFD曲线参数估计法对轰燃发生时的室内温度变化的预测结果接近火灾实际情况(平均相关系数为0.920 1),但对未发生轰燃时的预测的可靠性较差(相关系数为0.313 8).通过两种不同网格密度(网格大小分别为0.13 m3和0.053 m3,总网格数分别为45 000和360 000)的FDS场模拟发现,采用细网格时FDS场模拟对温度变化的预测的可靠性较好(相关系数为0.881 8).轰燃发生和未发生两种条件下,FDS场模拟对室内最高温度的预测能力都优于BFD曲线参数估计法,而网格加密对提高FDS场模拟预测能力的影响不明显.通过对火灾时房间内温度预测的比较,可得到不同模型对轰燃发生时间和强度预测的可靠性,这对建筑结构安全和人员逃生具有重要意义.     

典型建筑和装饰材料的轰燃特性研究

对建筑物中常见的3种可燃物三合板、纸、棉布进行了工业分析实验和轰燃观测实验.工业分析实验表明,这3种可燃物挥发分含量高,水分、灰分含量低.由轰燃观测实验得到了不同温度下3种可燃物的着火和火势蔓延的时间,分析了其对建筑火灾的影响.轰燃观测实验表明,在小于等于300 ℃时,可燃物的挥发分较难析出,故不会引起燃烧,但随着温度的升高,轰燃加快,火势迅速加剧.给出了一种简洁的轰燃判断方法,并对一个有限空间的轰然时间进行了预测.     

McCaffrey等估计轰燃前火灾温度方法的改进

在估计室内轰燃前火灾温度的多种方法中，McCaffrey等人提出的方法比较典型。该文根据内衬材料的热惯性对室内火灾的重要影响，在大量实验数据的基础上，对McCaffrey等人提出的这一方法进行了初步和理论上的改进；结合室内火灾的控制因素，对有机玻璃火灾的回归结果进行了进一步改进，提出了估计室内轰燃前火灾温度的新方法。     

轰燃前火灾温度方法的研究

在预测室内轰燃前火灾温度的多种方法中,McCaffrey等人的方法比较典型.轰燃综合预测法是在其基础上引入了内衬材料的热惯性.在总结前人的研究方法的基础上,从数据处理和理论分析上都进行了合理的改进,提出了估计室内轰燃前火灾温度的新方法.     

室内火灾轰燃的影响因素研究

本文主要介绍了室内火灾的有关理论,利用小规模火灾实验箱研究轰燃的影响因素,包括:有机玻璃放置位置的不同对轰燃的影响;在同一位置,相同质量、不同堆积方式的有机玻璃燃烧对轰燃的影响;通风口大小和高度对轰燃的影响以及内衬材料热惯性对轰燃的影响。     

基于支持向量机的室内轰燃预测模型研究

为对室内轰燃进行准确预测,针对室内轰燃样本的不足在一定程度上制约了其应用,为此运用SVM技术构建室内轰燃预测的数学模型。在小样本条件下,应用工具软件LIBSVM进行仿真,并将SVM模型预测结果和人工神经网络预测结果进行对比。结果显示,SVM技术能较好地解决小样本和模型预测精确度之间的矛盾,SVM模型其预测精度及可行性高于神经网络模型。实例表明,由于室内火灾受多种因素影响,传统的预测方法存在一定的局限性,而SVM模型预测法预测的结果与试验结果比较一致。     

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。     

室内木质吊顶轰燃过程分析

针对高温烟气引起建筑物问题,建立了室内烟气传热模型,通过辐射与对流传热计算,得到了木质吊顶的温升随时间变化的关系。通过热解实验,得到了三合板的失重曲线图;计算了其热解动力学参数活化能E和频率因子A;在此基础上计算了吊顶随时间的失重百分比。采用Lechteilier法则对热解可燃气能否达到可燃界限,发生轰燃,进行了预测。结果表明,对于800℃烟气,10min后,吊顶壁面温度可达到435℃,析出的可燃气将发生轰燃。     

受限空间火灾轰燃过程的模拟实验研究

研制一种重现火灾轰燃的化学燃料和氧化剂的混合燃料，通过调整燃料的配方，可实现模拟控制火灾轰燃的温度和烟气产生量；实验研究了火灾轰燃过程烟气参数的变化规律，说明建筑火灾烟气运动的场-区-网模拟模型是合理的，分析了火灾过程中烟气的产生、运动、回流、下沉现象物理机制，指出在受限空间火灾救灾过程中应注意的问题。     

香港新机场侯机厅的基本几何结构特点及其火灾安全分区的简短回顾

描述了香港新机场侯机厅的基本几何结构特点,在没有扰乱机场的正常运作的情况下,对侯机厅的火灾安全分区进行了实地考查,对候机厅内的零售店发生轰燃所需的最小热释放速率进行了调查。     

电力系统的污闪问题及防护

重点介绍了有关防污闪机理,深入研究并探讨了四种防污闪的常用技术和方法,分析了绝缘子从积污、湿润到闪络的详细过程,并通过附盐密度法绘制了盐密与闪络电压的关系,为防污闪工作提供理论指导。     

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。     

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。     

轰燃后火焰的辐射热通量计算

轰燃后火焰的热辐射危害，是目前确定建筑物间安全距离的主要依据之一。该文提出了轰燃后火焰在室外一定距离处辐射热通量的计算方法；并在喷出火焰不受室外风影响的情况下，利用小规模试验的结果对这一方法进行了验证。     

基于GIS的城市特大火灾蔓延模拟

本文将对城市特大火灾的蔓延机理进行深入剖析,并构建火灾蔓延的半经验半理论模型。该模型包括两个子模型,其一为个体建筑火灾发展的简化模型,其二为建筑物间的火灾蔓延模型。前者简化了个体建筑内部火灾发展与蔓延的复杂过程,仅简单评价了个体建筑火灾发展所处的阶段,即起火、轰燃、充分发展与倒塌,并计算出各阶段相应的物理量。后者则是从建筑物间火灾蔓延的机理入手,借鉴已有模型对两种主要的火灾蔓延方式热辐射与热对流进行模型的简化和修正,并且量化了影响建筑物间火灾蔓延的气象条件。最后,作者提供了基于GIS的城市特大火灾蔓延模拟方案,并将模拟方案用于对日本1995年阪神地震后神户市高桥医院周边一处起火进行火灾蔓延模拟,再将模拟结果与实际火灾蔓延结果进行对比,从对比中充分体现出模型的有效性。     

室内火灾幅射换热的工程计算

本文用辐射换热的方法研究了可燃物在室内火灾环境下的表面热流密度随位置变化的分布,以及加入其它可燃物后所带来的变化.利用这种方法,有助于深刻了解室内火灾中的辐射过程.