室内火灾喷出和旋转火焰的实验和数值模拟

喷出火焰和旋转火焰是室内火灾火焰的两种常见存在形式。利用小规模室内火灾试验装置和FDS软件,对室内火灾喷出火焰和旋转火焰进行了实验模拟和数值模拟;根据模拟结果,提出了小规模室内火灾条件下喷出火焰根部温度估算公式,分析了室内火灾火焰旋转的机理及其引起热烟气层温度、地板辐射热通量等参数升高的原因。     

通过外墙窗口喷出火焰问题的研究

用传热学,流体力学等的有关知识,从理论上分析了通过外墙窗口喷出火焰的有关问题,并对这些问题进行了实验研究。结果表明：喷了火焰具有较强的传热的能力,它可能成为建筑火灾由低层向高层蔓延的重要原因。     

逆流风下火焰沿柱状燃料的传播

本文建立了逆流风情况下火焰沿柱状物燃料传播的数学模型，可用于预测火焰的传播速度和火焰结构。该模型包括气相部分的二维稳态动量，能量和组分方程以及固相部分的质量和能量守恒方程。当参考坐标系附在火焰前锋上时，该问题成为一个准稳态问题，且火焰传播速度成为其本征值。文中研究了逆流风速和燃烧直径对火焰传播速度及火焰结构的影响。结果表明，火焰传传播速度随逆风速的增大而减小，当逆流风速达到某一临界值时，火焰便会熄     

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。     

水雾抑制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系统和细水雾实验系统 ,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CCD摄像技术 ,笔者分析了不同水雾条件下的甲烷预混气体火焰传播速度、传播火焰阵面轨迹 ;探讨了水雾抑制气体火焰传播的机理及条件。实验发现了在一定条件水雾作用下的气体传播火焰阵面拉伸与火焰驻留的现象与条件 ,实验结果表明 :水雾对气体爆炸火焰传播的抑制是由于水雾作用于火焰阵面反应区 ,降低了反应区内火焰温度和气体燃烧速度 ,减缓了火焰阵面传热与传质的进行 ,从而使传播火焰得以抑制 ;而水雾对气体爆炸火焰传播的抑制效果与水雾通量、雾区浓度、水雾区长度以及火焰到达水雾区的火焰传播速度有关     

障碍物对油气-空气混合气体泄压爆炸火焰传播特性影响

为了研究障碍物对油气泄压爆炸火焰传播特性的影响规律,进行了不同数量障碍物工况下的对比实验,并利用纹影仪和高速摄影仪记录了火焰传播过程,针对障碍物对火焰形态、火焰锋面位置及火焰传播速度的影响规律进行了研究,结果表明:圆柱体障碍物会导致油气泄压爆炸火焰形态产生褶皱和弯曲变形,诱导层流火焰向湍流火焰转变,加速火焰的传播,对油气泄压爆炸火焰的初始传播形态有显著影响;随着障碍物数量的增多,火焰锋面传播距离点火端的最大距离增大,但到达最远距离的时间减少;障碍物能够增强火焰的传播速度,尤其对障碍物下游火焰影响最为显著,随着障碍物数量的增多,火焰传播的最大速度也随之增大,但达到最大火焰传播速度的时间却随之减少;障碍物的存在增大了油气泄压爆炸过程外部爆炸压力,并且随着障碍物数量的增多,外部爆炸压力峰值增长幅度增大。     

不同通风条件下柴油池火的实验研究

为了分析不同通风条件对柴油池火燃烧特性及引燃特性的影响,进行205 mm带水垫层柴油池火的引燃实验,通过对池火燃料的质量损失速率、火焰高度、温度及热辐射等的监测,分析通风环境中柴油池火的热传递规律。结果表明:当风速为0.5 m/s时,火灾进入旺盛阶段的时间提前,火焰平均温度最高;当风速为1 m/s时,风速的增加导致油池火的质量损失速率增加,位于主火源下风向的待引燃火源获得的热辐射通量增大,火灾旺盛阶段火焰的平均温度降低,火焰高度降低,下风向相邻油盘引燃的时间提前;1 m/s情况下,205 mm带水垫层柴油池火的安全间距需增加到1D以上;通风环境对池火发展及蔓延的影响是显著的,应适当加大下风向可燃物的安全间距,合理选择通风排烟风速,优化火灾应急救援策略。     

管道内甲烷/空气预混火焰加速传播特性研究

搭建了基于可视化燃烧管道的预混火焰精细结构实验台,通过理论分析和实验等手段对预混火焰的瞬态传播过程及加速传播特性进行了研究,分析得出了不同甲烷含量的预混火焰加速传播规律及预混火焰由层流向湍流的转变规律.     

池火特性参数计算及其热辐射危害评价

可燃性油品池火的火焰及其产生的热辐射 ,可能导致周围人员伤亡或设备设施损坏。笔者介绍了油品池火的质量燃烧速率、火焰长度、火焰倾角及火焰后拖量等特性参数的计算方法 ,提出了池火热辐射强度的预测模型 ,给出了热辐射伤害 /破坏准则 ,并进行了模拟计算和评价。     

微乳化柴油火焰传播特性的试验研究

采用高速照相机记录火焰传播过程,并运用ProAnalyst软件分别对微乳化柴油的主火焰高度和闪火焰传播速度进行了测量和追踪分析。结果表明：各时刻的微乳化柴油主火焰均不是连续的,呈现“跳跃式”传播,并且主火焰的最大高度显著小于-10PD 的主火焰最大高度;微乳化柴油火焰传播的平均速度以及最大瞬时速度均远小于-10PD ,而 HS -10火焰传播的平均速度以及最大瞬时速度在3种不同含水量的微乳化柴油中也均为最小。微乳化柴油的阻燃防火性能明显优于-10PD 的主要原因是其中的水分对火焰燃烧产生了较强的抑制作用。     

火焰沿斜面可燃固体板传播的数值模拟

本文采用数值模拟方法，详细研究了倾角对火焰沿斜面可燃固体板传播的影响；计算结果表明：随着可燃固体板的倾角增加，火焰在其上面的传播速率不断增大，这一结论对建筑物的火灾安全设计具有指导意义。     

数据采集在火焰闪烁频率的测量研究及分析中的应用

当可燃物燃烧时,产生的火焰通常具有一定的闪烁频率,并且每种可燃物都具有个自固定的闪烁频率,这种频率在火灾的危险度评估和火灾的监控中具有重要的研究价值.为了测量这些可燃物的火焰的闪烁频率,我们设计了数据采集系统,用多种可燃材料进行了大量的实验,研究了算法.经过处理和分析,得出了火焰闪烁频率分布在3-25Hz之间,主要频率在7-12Hz范围内,并且火焰闪烁频率与火焰大小和距红外接收器件的距离无关.基于以上结论,可以认为将火焰的闪烁频率作为判断火灾是否发生的判据是完全可以的.     

活动板房全尺寸火灾实验研究

通过两次板房火灾试验,分析探讨板房的屋面材料和墙板材料的选用、室内可燃物的控制、板房之间的间距、板房之间设防火隔板以及板房的整体结构耐火等问题。得出:(1)板房的屋面材料建议选用:单层彩钢板+阻燃EPS泡沫板+石膏板吊顶。(2)板房中相邻房间之间的隔墙板,建议选用双层彩钢岩棉复合板等;其它墙板选用双面彩钢阻燃EPS复合板。(3)室内可燃物方面注意控制室内可燃物的种类和数量及其分布状况。(4)板房之间的间距考虑尽量放宽,同时尽量缩短房前屋檐的跨度。(5)板房之间设防火隔板可以有效地阻止火焰的蔓延,其防火效果显著。(6)板房整体结构具有一定的耐火功能。     

FA型高炉煤气管道火焰捕器研制

研制满足高炉煤气管道阻火的火焰捕器.内径88 mm、199 mm和305 mm组合爆炸管道模拟实验结果表明,FA型火焰捕器的阻火性能良好,满足高炉煤气管道阻火的技术要求,各项技术性能指标达到了设计要求.     

固体可燃物易点燃性标准的探讨

可燃性固体的引燃和熄灭与辐射到其表面的临界热能量和产生挥发分所必需的表面温度有关。探讨固体可燃物易点燃性标准,燃怀标准,对防火和灭火在理论上有一定的指导意义。本文在理论分析的基础上,提出了一种用固体挥发分的临界质量通量量化解释引燃和熄灭条件的方法,给出了易点燃性的标准。     

Theoretical analysis and experimental study on critical conditions of backdraft

Backdraft is one of the most special behaviors of enclosure fires which has strong characteristics of concealment and suddenness. Once backdraft occurs in an enclosure, the fire will quickly engulf the entire enclosure and create a huge extrusive fireball out of the openings. In such circumstance, it is very difficult for people inside to evacuate and firefighters to enter to perform rescue. That’s why backdraft usually leads to serious consequences in both industrial and civil building fires. Experimental investigations on backdraft in enclosure fires caused by solid fuels have been carried out in the study, and the backdraft phenomenon has been reproduced in the small-scale enclosure fire tests. Based on the theories of heat transfer and fire dynamics, the theoretical model of conditions that backdraft occurs in enclosure fires has been established and the critical condition expressions have been deduced. Combining the results of theoretical analyses with those of experimental studies, a new backdraft criterion expressed by β, which is the ration between the combustible gas volume fraction and the lower explosive limit of the mixture, has been put forward.     

地铁火灾场景设计的初步研究

现阶段地铁火灾研究的主要工具是计算机模拟,而模拟计算结果准确与否很大程度上取决于火灾场景选取得是否恰当.本文通过对地铁站内的可燃物状况和已发生地铁火灾情况的仔细调查与分析,设定出了几种典型的地铁火灾场景,为地铁火灾模拟计算提供了依据.     

火源位置对腔室火流动特性影响的实验研究

腔室火流动特性是影响腔室火灾蔓延与通风状况的重要因素。通过一系列小尺度腔室火实验,研究了火源位置变化对腔室火流动特性的影响。实验结果表明,随着火源沿腔室底部从壁面向开口方向移动,在开口中性面以上,同一高度处压差与流速增大,中性面高度和烟气层高度均降低,并导致开口质量流率增大。与火源强度相比,火源位置变化对烟气层高度的影响更为显著。火源位置对中性面高度及烟气层高度的影响在壁面处及开口处更为显著,腔室中部位置变化的影响相对较小。火源由壁面向开口移动,会造成火焰高度降低和水平伸长量增加。基于实验数据,给出了考虑耦合火源位置的腔室内火焰水平伸长量的表达式。研究结果可为相关场景下的腔室火灾理论模型提供实验结果支撑。     

森林火灾旋涡机理初探

作者在热风洞中模拟森林火灾发生的环境条件，在可燃物中设置一突出的圆柱形钝体，发现在有风燃烧火焰流向钝体下游时，紧贴不可燃的壁面，存在两个剧烈燃烧的驻涡，并且涡可以一定的频率脱落，从现象上看与冷流体流动中的卡门涡街有相似的地方，也有完全不同之处。高温燃烧气体新构成的涡的存在，易使下游可燃物点燃，从而加速火蔓延速度。