纵向通风下隧道内重石脑油燃烧温度分布与火焰倾角研究

搭建了1:10的缩尺寸隧道模型,考虑不同火源功率和纵向风速开展了纵向通风下隧道内重石脑油燃烧的试验研究,测量了隧道内顶棚下方纵向温度分布,并量化了火焰的倾斜角度。结果表明：随着纵向通风风速的增加,隧道内温度整体呈降低趋势,顶棚下方最高温度逐渐减小,进而提出了纵向通风下隧道内重石脑油燃烧时顶棚下方最高温度的估算模型。火焰倾斜角度随纵向风速的增加而呈增加趋势。当纵向风速较低（小于1 m/s）时,随着纵向风速的增加火焰倾斜角度明显增大;当纵向风速较大（大于1 m/s）时,纵向风速对火焰倾斜角度的影响不明显。     

变风速条件下储罐火灾热辐射数值模拟

选取陕北某石油库,根据当地气象条件,利用FDS分别模拟风速条件为0、1.5、4.0、8.0m/s的储罐区火灾事故,从火源热辐射速率、火灾场景、热辐射强度等方面对储罐区火灾特性进行分析。结果表明:随着风速的增大,火源的热释放速率有增大的趋势;风力作用下,火焰形状急剧倾斜,火焰主要发展方向由竖直方向变为下风向;不同风速条件下,热辐射强度的空间分布变化较大。     

可燃液体自由表面燃烧特性的数值模拟

依据小尺度汽油燃烧实验模拟法确定边界条件,采用数值模拟方法进行汽油池火燃烧模拟。数值模拟结果和实验结果具有一致性:用非稳态数值模拟的火焰热辐射随燃烧的进行逐步增加;热辐射分布以火焰的高温区分布较强;火焰中各组分如氧气消耗量、C(s)等质量浓度与燃烧时间的无量纲关系曲线与燃烧过程的温度分布一致,且遵循双曲线变化规律。采用稳态模拟方法得到不同风速条件下火焰倾角与风速之间的变化曲线,有风时火焰温度较无风时增加,且随着风速的增加而增加(实际上存在某个临界风速);有风时火焰热辐射分布随火焰的倾斜而改变,下风向热辐射明显,上风向则较低,且热辐射波及范围较无风时增大。     

斜面角度对聚丙烯表面火蔓延的影响

在30°、45°、60°和90°的倾角条件下对热塑性材料聚丙烯进行燃烧实验,研究角度对可熔融材料表面火蔓延行为的影响,主要分析了火蔓延速率、火焰长度、质量损失速率、下表面温度等参数。研究表明:火蔓延速率、质量损失速率、下表面温升速率随角度增加而增大,角度对火焰长度影响较小。角度较小时燃烧受池火影响较大,这使火焰长度呈波动性增长,下表面最高温度反而高于大角度时。     

侧向风对挑檐防火阻隔作用的影响

建立了简易全尺寸建筑模型,采用FDS进行火灾模拟。选取火源功率为4 MW,设置0~10 m/s的侧向风,研究不同风速条件下挑檐临界特征尺寸以及火焰最大侧向蔓延距离的变化规律。研究结果表明:侧向风速较低时,溢出火焰主要为向上层蔓延,表现为热浮力主控;侧向风速较高时,溢出火焰表现为风速主控,挑檐最大临界长度为3.6 m;侧向风速继续增加时,溢出火焰不再接触挑檐,向邻侧蔓延,临界风速为6 m/s;溢出火焰侧向蔓延距离随风速增大先增大后缓慢减小,临界风速为8 m/s,溢出火焰的最大侧向蔓延距离为4.4 m。     

妙峰山林场针阔枯叶可燃物地表火行为影响因素研究

为了解火行为指标影响因素,采用点烧试验方法,对妙峰山林场可燃物油松和栓皮栎枯叶地表火行为进行了研究。结果显示：火焰蔓延速率、火焰长度和火线强度的显著影响因素均为风速和坡度（P<0.05）;而可燃物厚度和针阔叶比例对火焰蔓延速率、火焰长度和火线强度影响较小,未达到显著性水平（P>0.05）,且在风速、坡度、可燃物厚度和针阔叶混合比例4 个因素中,风速是最主要影响因素。在以风速4 m/s 进行试验时,最大蔓延速率、火焰长度和火线强度分别可以达到：2.357 m/min、67.329 cm和119.622 kW/m。     

自然通风建筑室内气流组织优化研究

通过fluent模拟软件对诸多因素中最为关键的风向、风速、开窗位置及面积等进行了优化模拟研究。结果表明:在西安地区,南向为最佳风向,室外风速在1.3～2.5 m/s之间,基本上都能满足自然通风要求,最佳风速为1.5 m/s;综合考虑采光和自然通风因素,窗户开在墙的中间为宜;北向面积适当减小有利于自然通风在室内形成较均匀的气流,在保证建筑节能标准的前提下,增大南向窗户面积有利于自然通风。     

鄂尔多斯火车站站房高大空间自然通风应用研究

本文为了研究鄂尔多斯火车站自然通风对候车厅和集散厅舒适性的影响,在当地夏季气候条件下,应用零方程湍流模型对室外风条件和通风窗形式对高大空间连通体热环境的影响进行了模拟和分析。研究表明,合理利用室外风向、风速以及通风窗开启角度能够改善室内的热环境,既可提高人体的舒适性,又可达到节能的效果。     

倾斜状态汽油火焰传播特性的试验研究

借助高速摄像机,分析倾斜角度为0°、15°、30°及45°的狭长凹槽中汽油火焰传播影像,探讨主火焰区火焰形态、火焰结构、火焰传播速率随倾斜角度变化的规律。结果表明:在各倾斜角度下都可以观察到火焰前端的蓝色闪燃区及随后的橘红色主火焰区;随着倾斜角度增加,火焰结构的变化趋势为:在垂直汽油液面方向上火焰高度趋于稳定;在平行汽油液面方向上火焰传播平均速率V逐渐加快,且与倾斜角度θ之间呈指数关系:V=V0+A(1-e-θ/t)。     

基于统计分析的室外通风环境综合评价方法及其应用

我国大城市中建筑的高密度化已引起城市通风问题,有必要在建筑规划和设计阶段开展室外通风环境评价。针对室外风速风向存在较大随机性的特点,本文提出了以统计分析为评价手段、以换气次数为评价指标的全风向室外通风环境的综合评价方法。本文对上海地区连续10年的地面气象站风速风向观测数据进行了统计分析,拟合得到了可用于室外通风环境评价的16个风向Weibull参数,在此基础上选取了密集街区模型为研究对象,开展了室外通风环境评价方法的应用分析,探讨了街区朝向对室外通风效果的量化影响。     

昆明周边4 种主要林型地表可燃物的火焰特征

通过外业调查、采样并测定昆明周边4 种主要林型的地表可燃物特征,在实验室内开展燃烧火焰实验,测定引燃时间、火焰维持时间、火焰最大高度、最高温度、火焰颜色和热辐射等,得到火焰特征。结果表明：（1）林内的载量华山松林3.37 kg/m2,云南松林2.35 kg/m2,麻栎林2.24 kg/m2,柏木林1.47 kg/m2,达到较大值。（2）火焰颜色都是暗红色,柏木、麻栎的引燃时间为3 s,云南松和华山松皆为1 s,容易被引燃;华山松火焰维持时间最长,为6.34 min,麻栎3.89 min,云南松3.45 min,柏木2.28min;麻栎最大火焰高度为90 cm,云南松70 cm,华山松50 cm,柏木20 cm;云南松火焰最高温度达到897.5 ℃,柏木877.5 ℃,麻栎657.5 ℃,华山松563.3 ℃;麻栎最大火焰深度为105 cm,云南松85 cm,华山松63 cm,柏木35 cm;麻栎最大热辐射为7.31 kW/m2,云南松6.92 kW/m2,华山松6.70 kW/m2,柏木3.18 kW/m2。火焰特征差异很明显。     

微重力环境对层流射流扩散火焰形貌特征的影响

研究微重力环境下层流射流扩散火焰的形貌特征,可为航天领域中火灾探测的研究提供理论支持。本文首先选取可控的层流射流扩散火焰,对火焰炭黑特性及其对火焰温度和热辐射的影响进行了理论分析。其次,在国家微重力实验室落塔设备中进行实验,微重力水平可达10-2~10-3 g,实验结果表明,微重力环境下随着伴流空气速度增大火焰亮度增大,火焰辐射分数降低,火焰温度升高,同时火焰内高温区位于火焰两翼处。     

无卤阻燃剂用于阻燃聚苯乙烯保温板制备的研究进展

综述了近年来国内外无卤阻燃剂用于聚苯乙烯保温板制备的研究现状,介绍了应用于聚苯乙烯保温板制备的新型磷系、硅系、氮系、金属氢氧化物等无卤阻燃剂。分析各类新型无卤阻燃剂的优缺点及阻燃机理,并展望无卤阻燃剂应用于阻燃聚苯乙烯保温板的发展方向。     

基于可见光图像的火焰识别与提取

对火焰的基本特征进行分析,从中选择出几种比较有代表性的火焰特征作为判据来识别和提取火场图像中的火焰区域。基于火灾火焰的亮度特征利用区域生长法分割出疑似火焰区域;根据RGB和HIS颜色模型的对应关系,通过分离火焰像素的R、G、B分量,验证了火焰的色彩分布规律;利用圆形度判据排除规则光源的干扰。     

PVC墙纸阻燃研究

讨论了聚氯乙烯（ＰＶＣ）墙纸的阻燃问题。利用复配阻燃剂，可取得更优异的阻燃效果。     

透明阻燃硝基木器漆的研制

介绍了透明阻燃硝基木器漆的制备,分析了阻燃剂的作用机理。研究了树脂的种类、阻燃剂的种类、阻燃剂的添加量等因素对阻燃效果和涂料理化性能的影响。结果表明:阻燃剂的添加量为7%￣10%时,阻燃硝基木器漆的阻燃性能和理化性能较为理想。     

铝木复合耐火窗窗框阻燃性能研究

为提高铝木复合窗的耐火性能,对木材阻燃性能进行研究。以热释放速率、热释放总量、总产烟量和质量损失为评价指标,对比了阻燃剂浸泡时间、木材种类和阻燃剂种类对木材燃烧性能的影响。试验结果表明,木材在阻燃剂中浸泡时间越长,其阻燃效果越明显;樟子松由于载药量大,后期燃烧性能更好;经阻燃剂6505浸泡后的木材综合性能较好,可作为后续耐火窗生产的备选阻燃剂之一。     

基于FDS的建筑外立面墙相邻双窗口溢流火行为研究

前人单窗口溢流火理论不足以适用于多窗口，且两者溢流火行为存在明显差异。为探究多窗口溢流火现象及机理，基于FDS 建立两种建筑模型，并在立面墙上设置两个平行窗口，研究火源功率（HRR）与窗口间距（D）对平行双窗口溢流火行为、室内空气流率、溢流火焰高度（Hef）以及上层建筑立面墙的影响。结果表明：通风型控制火灾中，空气质量流率系数k 会随着D 的增加不断减小最终趋于稳定；而燃料控制型中，HRR 越大k 越大，且在同一个HRR 工况下，随着D 增大k 会先增大后减小，然后趋于稳定。相同D 下，HRR 越大Hef 越高，同一HRR 下，随D 的减小Hef 先减小后增加，即存在临界转变间距D*，HRR 越大，D*越大。Hˉef/ξ1= cQ*ex2/5 仅适用于单一窗口或多窗口之间影响很小即相对独立的窗口。双窗口溢流火对上层建筑立面墙的危险性远大于单窗口溢流火。D≤1 m 的范围内，立面墙接受热量的面积随着D的增加而增加。     

丙烷-空气预混火焰在三角形狭缝内传播特性

用计算流体力学方法对以丙烷为燃料的预混火焰进行数值模拟。研究预混火焰在等边三角形狭缝中传播时,狭缝尺寸、壁面初温、火焰初速对火焰淬熄长度的影响,并拟合火焰淬熄长度的计算公式。结果表明：狭缝尺寸、壁面初温以及火焰初速3个因素均与淬熄长度呈正相关。随着火焰初速的变快,淬熄长度增加放缓。在较高的火焰初速下,狭缝尺寸是影响淬熄长度的主要因素。拟合了较准确的淬熄长度计算公式。     

二甲醚火焰传播速度的试验研究

建立了二甲醚火焰传播速度测定系统,采用本生灯火焰法对常压下二甲醚的火焰传播速度进行试验研究,与文献数据进行了分析对比,认为试验结果正确合理。试验得出二甲醚的最大火焰传播速度为50cm/s。