煤矿火灾过程仿真模拟系统的研究

以煤矿火灾理论和仿真模拟理论为基础，建立了描述煤矿火灾烟流扩散和风流状态的数学模型。运用面向对象技术和三维虚拟现实技术，开发了煤矿火灾过程三维动态仿真模拟系统。该系统通过逼真、形象的三维可视化，模拟火灾发展趋势，实现了火灾数值模拟与灾害现象真实描述的有机结合，为煤矿火灾影响范围和危害程度的预测提供了切实可靠的决策依据。     

古建筑火灾烟气流动特性研究

对火灾中古建筑各区间温度变化情况进行了测量,并对着火室,着火室临近房间,距离着火窒距离较远的房间,庭院处等的温度变化曲线进行了分析,结果证明:模型着火房间和其他房间温度都能稳定一段时间房间之后才开始剧烈升高,这段时间之前是相对安全的;火灾中靠近模型着火房间的房间温度变化最为显著.火源剧烈燃烧之后,温度梯度最大,距离模型着火房间最远的房间测点5-6处房间温度变化最小,温度梯度最小;庭院处的温度变化并不剧烈可作为人员逃生的暂时路径.     

基于FDS的居民楼火灾烟气远距离传播过程研究

利用大涡模拟软件FDS对某居民楼火灾发生发展和烟气传播过程进行数值模拟,探讨烟气质量浓度在侧间-走廊建筑的分布情况。在不同房间的目标位置设置探测点,分析烟气质量浓度、CO体积分数分布。结果表明,距离火源位置最远的房间烟气质量浓度、CO体积分数最高且在短时间内达到致死浓度;烟气更容易在最远的房间聚集,在特定的时间段内,始终比其他房间的危险性要高。对于此类居民楼建筑火灾中的人员安全而言,最远端房间的危险性最高,火灾时要着重注意此区域的疏散。此外,在走廊顶棚上间隔适当的距离设置了挡烟垂壁,并且模拟了该工况下烟气质量浓度分布。结果表明,加入挡烟垂壁后走廊的烟气蔓延相对均匀,各个房间烟气质量浓度更为接近,最大烟气质量浓度也有明显降低,从而延缓了整个建筑达到危险状态的时间。     

基于FDS的车厢火灾烟气流动的数值模拟分析

使用FDS火灾模拟软件对列车车厢进行火灾模拟,得到车厢内温度与烟气浓度随时间变化的规律,计算出临界温度与临界可视距离出现的时间,发现在车厢火灾中,总是烟气浓度先达到临界点。车厢火灾的疏散防控措施中,控制烟气浓度应是重点工作。     

运输设备对巷道火灾烟气流动的影响

为了研究运输设备对巷道火灾中温度场及烟气流动的影响,本文采用火灾模拟软件FDS考察了两种通风速度情况下运输设备对水平巷道火灾中烟气流动的影响,并将结果进行分析比较。结果表明:与空旷巷道相比,障碍巷道内的烟气沉降较快,运输设备会使得烟流在水平方向上的迁移加快,当其位于火源右侧时;与高通风速度的巷道相比,低风速情况下运输设备对巷道温度分布影响更明显,高温区集中分布在火源与设备之间;另外运输设备会对巷道内的气流速度分布产生较大影响,巷道局部一段区域内气流速度呈现分布不均的现象。     

中庭火灾烟气流动数值模拟

根据中庭火灾特点 提出了考虑辐射换热损失和壁面传热损失、不考虑燃烧过程、视火焰为体积热源,浮升力作用下火灾烟气湍流流动的场模型,并将辐射换热损失计人壁面传热损失,简化辐射换热模型计算,运用该场模型对中庭模型实验装置火灾烟气流动进行了数值模拟,采用通用软件PHOENICS进行数值计算,研究表明,数值模拟结果与中庭模型实验装置火灾试验结果吻合;以热源模拟火焰的方法对分析中庭火灾烟流发展规律可行。     

大空间火灾烟气流动的动态显示研究

讨论了火灾烟气流动过程的计算机动态模拟方法。利用Ｄｅｌｐｈｉ可视化编程工具,建立了一个融区域模拟计算和计算机动态显示于一体的火灾发展的模拟软件,并以中国科技大学的大空间建筑火灾实验厅为对象,对典型火灾羽流及烟气层的发展过程进行了动态显示。     

建筑物走廊型通道中火灾烟气流动特性的研究

应用网络模型方法,将建筑物走廊型通道合理地划分为多个节点,在火源为10kg木材的情况下,利用已开发成功的烟流性状预测软件对四川消防科研所的一座实体建筑物进行了模拟计算,获得了各节点烟流性状的发展变化规律。经比较,模型计算结果与实验数据十分符合。证明走廊型通道的多节点划分方法正确、预测软件实用可靠。根据烟气侵入走道中两节点的时间差及两节点间距,提出了烟气弥漫速度的计算方法。该算法与实测结果间的相对误差小于3%,实例应用及研究的成果,为建筑物火灾时安全疏散动态模拟研究提供了理论依据。     

地下商业街火灾烟气流动实验研究

烟气是火魔的杀手锏。在不同火源功率的长通道实体火灾实验基础上,研究地下商业街吊顶装修前后,以及不同的补风与排烟条件下烟气的特点,考察防排烟措施启动时机、启动位置以及排烟量的大小。实验结果表明:安装天花板有利于提高排烟速率,但烟气蔓延速度加快,因此宜采用镂空式天花板以利用顶部蓄烟;地下商业街宜采用远火源端补风、近端机械排烟方式,设计中需依据风量和速率选取风机,还应考虑风机对流场的扰动以及进风口设置位置。     

巷道火灾密闭过程中烟气温度及流动特性研究

为研究巷道火灾密闭过程中烟气的温度变化规律及流动特性,通过缩尺寸实验台和FDS数值模拟软件对12.65,18.97,25.30 kW不同火源功率及25％,50％,75％,100％不同密闭比例条件下的巷道火灾进行模拟实验.结果表明:密闭比例的增加会使火焰倾角减小,当巷道完全密闭后,火焰形状近似垂直,顶板热辐射和温度增加;...     

中庭火灾烟流相似模型

将燃烧着的火焰视为具有一定发热量的热源、不计辐射传热的影响 ,建立中庭火灾烟气流动控制微分方程组 ,并导出模型实验相似准则 ;提出模型与原型局部相似的模型律 ;忽略围护结构热相似 ,建立 1/ 8模型试验台 ;开展中庭火灾烟流填充过程模型实验 ,模型实验与原型实验结果吻合。研究表明 :理论模型律是合理的 ,采用小比例的相似模型实验 ,研究中庭火灾烟流的发展是可行的     

矿井竖巷内火灾燃烧模拟实验研究

简要介绍了矿井竖直巷道内火灾燃烧模拟实验系统和所进行的多次火灾模拟实验情况及其结果,研究分析了火灾时期井下几种常见的固体可燃材料（坑木、风筒布、运输胶带,电缆和煤炭等）的火源燃烧过程和特点,以及沿竖直巷道轴向上火灾烟流的温度参数在火源不同燃烧阶段的变化规律。     

煤矿灾害预警影响因素仿真分析

针对煤矿灾害预警过程存在的问题,首先运用解释结构模型分析各影响因素之间的相互关系,其次运用系统动力学原理和方法,对影响煤矿灾害预警的各因素进行动态仿真,对比分析各因素水平增加量对预警水平的影响程度,得出灾害预警中不同因素对预警水平的实际作用率。仿真结果有助于煤矿采取针对性的预警管理措施,同时为煤矿安全管理决策提供一个新的思路。     

电厂烟道烟气流动计算仿真及流量均衡研究

神华准格尔能源有限责任公司煤矸石发电厂二期2×330 MW机组锅炉尾部烟道在布置上存在很多烟道弯段、分支结构部件及内部支撑件,从而导致尾部烟道系统阻力较大,布袋除尘器入口烟气存在不均衡现象,生产能耗指标较高.利用数值模拟方法对上述烟道建立了计算模型,从烟道形状参数、流体参数的角度出发,研究了该烟道内压力场的分布及烟气进...     

矿井瓦斯煤尘爆炸传播数值模拟研究

基于连续相、燃烧、颗粒相数理方程建立瓦斯煤尘爆炸传播数理模型,并应用连续相、颗粒相计算方法,依据大型巷道瓦斯爆炸、瓦斯煤尘爆炸传播实验数据,借助普遍应用的流场模拟平台,成功开发瓦斯、煤尘爆炸数值模拟系统。该系统可有效地模拟煤矿瓦斯、煤尘的爆炸事故过程,对瓦斯爆炸的爆燃转爆轰、煤尘是否参与爆炸、爆炸冲击传播速度、衰减规律以及爆炸灾害的波及范围都能进行较准确的模拟。     

煤矿安全管理的系统动力学仿真分析

从安全投入和安全产出的角度分析煤矿安全管理系统各要素之间错综复杂和相互依存的关系;运用系统动力学的相关理论和方法研究煤矿安全管理与控制问题;利用VENSIM建模软件做出各要素之间的因果关系图,建立煤矿安全管理的系统动力学流图模型。采用宁煤集团灵新煤矿的实际安全生产数据进行模拟分析,确立最优安全管理与控制方案,提升煤矿安全生产水平。     

基于心理契约的煤矿企业本质安全文化模式研究

当前,许多煤矿企业安全文化建设仍然停留在表象层面,并没有形成员工的理性安全自觉,难以实现煤矿企业的本质安全。研究证明,心理契约是安全文化构建的基础与着陆的关键环节。基于心理契约理论,首先考察心理契约与煤矿企业本质安全文化的内涵,其次挖掘心理契约与煤矿企业本质安全文化相互影响的机理,最后提出全新的煤炭企业本质安全文化模式。认为只有基于心理契约,以本质安全精神文化为核心,以本质安全制度文化、本质安全行为文化、本质安全物质文化为支撑,方能构建煤矿企业本质安全文化模式,真正实现人-机-环境的本质安全。     

煤与瓦斯突出冲击波及瓦斯气流所致伤害研究

为揭示煤与瓦斯突出过程中冲击波及瓦斯气流传播特性,针对这种突出做功随瓦斯压力、煤的普氏系数和煤的放散初速度变化的特征,运用气体动力学理论,建立冲击波超压、冲击瓦斯流速度与传播距离以及煤层瓦斯压力等参数的关系,计算不同超压下瓦斯气流传播伤害的范围。理论计算与现场测试结果表明,突出冲击波属惰性弱冲击波;波阵面上的超压传播伤害距离与突出时瓦斯膨胀的强度、巷道断面及巷道壁面的摩擦力和局部阻力等因素有关;冲击产生的高压瓦斯气流是造成巷道内大量人员窒息伤亡的主要诱因;突出能量瞬间释放没有补给,冲击波及瓦斯气流会在巷道阻力等因素作用下迅速衰减。     

低负荷掺烟对燃煤锅炉NO_X生成及SCR脱硝控制的研究

以某2×330 MW亚临界燃煤锅炉为研究对象,应用数值模拟研究了低负荷下两种一次风掺烟烟气再循环方案对炉内煤粉燃烧以及NOX生成规律的影响,耦合锅炉热力计算研究了SCR入口烟温的变化规律。计算结果表明,合理掺烟方式以及掺烟比能有效降低炉膛出口NOX浓度,提高SCR入口烟温,但掺烟比例过大会影响炉内煤粉正常燃烧;较优的掺烟方案为一次风掺烟20%,同时维持空气量不变,此时炉膛出口NOX排放质量浓度降低了18.29 mg/m3,SCR入口烟温提高了15℃。采用一次风掺烟能有效控制低负荷下锅炉NO_x生成及烟气中的排放。