正向风作用下的对开口腔室火灾行为

为了系统揭示正向风作用下对开口腔室火灾行为的演化机理,该文建立了更符合实际的腔室火灾场景,开展了相应的数值模拟和理论分析,研究了正向风风速对迎风侧、背风侧的火溢流行为、腔室内部温度以及腔室气体流动方式的影响。结果表明：随着风速的增加,通风控制下腔室迎风侧的火溢流会逐渐消失。之后,背风侧的火溢流也会逐渐消失。火溢流发生的临界判据为全局当量比等于0.645。当全局当量比小于等于0.645时,燃烧只发生在腔室内部;当全局当量比大于0.645时,腔室外部开始出现火溢流。在燃料控制状态下,腔室内部的平均温度随着风速的增大不断降低。结合腔室内外的能量守恒方程,通过量纲分析,建立了正向风作用下燃料控制状态腔室内平均温升模型。基于迎风侧和背风侧与腔室内的压差,建立了腔室气体由双向流动转化为单向流动的临界风速表达式。当风速小于临界风速时,腔室两侧开口气流存在双向流动;当风速大于等于临界风速时,腔室两侧开口气流为单向流动。     

基于不规则顶棚假设的顶部开口舱室烟气填充时间预测模型

基于不规则顶棚假设,建立了一种适用于顶部开口舱室火灾烟气填充时间的预测模型.通过与3.0m(长)×3.0m(宽)×1.95m(高)顶部开口舱室油池火实验进行对比,考察了火源直径为0.10,0.14,0.20和0.30m,顶部开口面积为0.01,0.04,0.09,0.14,0.25和0.32m2情况下模型预测结果与实验测量结果(测温法和消光法)间的相似关系.结果表明,模型预测结果与实验测量结果表现出良好的一致性.     

建筑物多室火灾过程的计算机模拟

应用场模拟和区域模拟相结合的方法来研究建筑物多室火灾过程，是计算机模拟多室火灾过程的一种新方法．这种新方法的主要思想是用场模拟的方法模拟着火房间，对于与着火房间相连的非着火房间，则采用区域模拟的方法．本文正是基于场区模拟这种新方法对双室火灾过程进行数值模拟．     

船舶机舱油料火灾的发展过程研究

在分析船舶机舱火灾危险性的基础上，研究了船舶机舱油蒸气火、喷射火和油池火在不同场景中可能形成的各种火灾类型．通过给出热释放速率、燃烧持续时间和油池火蔓延速度等关键参数的计算方法，详细描述了其发展过程．实际算例的结果表明这种方法可以较好地描述机舱油料火灾的发展过程．     

氡室补氡过程及影响因素的分析研究

氡室是一种可以对氡探测器进行刻度标定及其性能测评,氡及其子体的相关研究提供一个测量模拟环境的仪器。氡室的工作运行温度是在-5℃~+40℃内,在对氡探测器进行测评是,室内温度要保持常温的情况下,温度和湿度被氡室控制和调节。论文介绍了HD-6型氡室的基本结构,研究了氡室内氡浓度变化规律,探讨了补氡过程对氡及子体平衡关系的影响。根据测量原理进行方法选择,并且对整个测量系统的组成部分进行详细分析。根据氡及其子体的放射平衡关系,将补氡区域进行浓度划分,对补氡过程中实际测量数据进行数值分析,通过分析结果探讨了温湿度、气溶胶因素对氡室内补氡过程中产生的影响。为以后HD-6型氡室的补氡动态过程提供了实际数据参考和影响因素的分析。     

纳米级粘土加入量对聚合物燃烧性能影响的研究

利用热重分析仪(TGA)测定了聚乙烯／粘土纳米复合材料(Polyethylene／Clay Nano-composites)热分解温度，以锥型量热仪(CONE)测定了聚酰胺6／粘土纳米复合材料(Polyamide6／Clay Nano—composites，PCN)的释热速率、质量损失速率以及引燃时间等参数。研究表明加入适量的粘土，聚乙烯／粘土纳米复合材料的初始燃烧温度可以提高20℃左右，聚酰胺／粘土纳米复合材料的释热峰值可下降41．59％，CO生成率减少24．1％，明显降低了聚合物的火灾危险性。     

Correlation of rate of gas temperature rise with mass loss rate in a ceiling vented compartment

n-heptane pool fire and industrial alcohol pool fire in a ceiling vented compartment were studied experimentally. The parameters including mass loss rate and rate of gas temperature rise were investigated. The results suggest that the rate of gas temperature rise, whose varia- tions were highly coincident with those of the mass loss rate, minimized at the moment of extinction. The correlation of the rate of average nondimensional temperature rise with mass loss rate was established. It was found that the rate of average nondimensional temperature rise may be correlated with mass loss rate via the gas heat absorption coefficient which was found to be a quadratic function of the nondimensional heat release rate for the ceiling vented compartment under study. The present study may be of practical use for estimation of the time-dependent changes in mass loss rate from the gas temperature curves.     

室内火灾时通风状况对燃烧速率的影响

在小尺寸实验箱内综合研究了燃料的质量燃烧速率(?)随通风因子A H~(1/2)和通风口位置高度h的变化。发现因h的不同可改变烟气层对火焰的作用,并引起箱内外气体交换速率和散热状况变化,从而出现不同的燃烧现象。对(?)极大值的变化特点作了讨论。     

封闭空间油池火火焰振荡特性研究

在内尺寸为1m(长)×1m(宽)×0.75m(高)的无开口封闭空间进行了庚烷池火燃烧实验,重点研究了封闭空间内庚烷池火火焰的振荡行为特性,油池尺寸包括0.100,0.141,0.200和0.300m四种规格.实验发现,火焰根部面积的变化频率与火焰高度的振荡频率相等,在此基础提出了采用火焰根部面积的变化频率求取火焰振荡频率的方法,并应用于具有顶棚射流的封闭空间池火火焰振荡频率的确定.研究结果表明,在燃烧过程中油池火焰振荡频率波动较小,火焰振荡频率小于开放空间经验公式预测值,火焰振荡频率与油池直径的关系拟合结果为f=1.33D-0.5,且对无量纲关系式St=0.26Fr-0.532符合较好.     

受限空间内小尺度油池火行为实验

为分析受限空间内燃油火灾特性,通过设计并搭建受限空间小尺度油池火行为实验平台,选择三种典型液体燃料(正庚烷、环己烷、航空煤油)开展燃烧试验,测量并分析火焰温度、烟气温度及燃料燃烧生成的烟气成分浓度等变化规律.结果 表明:油池火最高温度超过700℃,烟气温度变化曲线满足高斯分布;由温度变化曲线将燃烧分为发展—稳定—熄灭3个阶段,发展期占比均接近9.8％,且温度变化率最高达到22.0℃/s;在253 s左右,三种燃料燃烧过程中O2、CO2与CO浓度变化曲线到达最高点;在熄灭期,三种燃料火焰温度变化曲线满足反比例函数分布.可见,结合火羽流温度以及烟气成分浓度变化可判断火灾处于何种阶段以及燃烧物种类,从而为提高火灾预警准确率提供数据支撑.     

烟气顶蓬射流非稳态温度场的分析计算

在综合分析烟气顶蓬射流特性的基础上,利用速度场分布不随时间变化的实验结果,计算了顶蓬射流的非稳态温度场,并与参考文献的实验结果进行了比较。其计算方法简单可行,结果合理。这一结果对火灾探测器和水喷淋器的安装设计具有一定的指导意义。     

Experimental study on burning rate of small scale heptane pool fires

Burning characteristics of small scale thin-layer n-heptane pool fires were experimentally studied.Flame height,burning rate and fuel temperature distribution of pool fires with different diameters were measured.Fuel surface temperature and wall heat flux were analyzed.Four typical burning phases,which include pre-burning,quasi-steady state burning,boiling burning and decaying phases,are revealed based on the experimental data and phenomenological analysis.It is shown that flame height and burning rate of b...     

Numerical simulation of fire development in a single compartment based on cone calorimeter experiments

The burning characteristics of several kinds of wood and polyurethane materials have been studied using cone calorimeter (CONE2A). A new and simple ignition criterion, heat release rate model and mass loss rate model are proposed based on experiments. Combined with these models, the zone-model of fire can be used to predict fire development in a single compartment according to the species of combustibles, their quantities and distribution. Calculated results show that this method is simple and feasible.     

不同初始质量小尺度松木燃烧特性实验研究

近年来,世界范围内森林火灾事故频发,造成了极大的人员伤亡和财产损失。目前对于木材堆垛燃烧特征的理论及模型研究较为缺乏。本文以典型松木材料为对象,开展了不同初始质量的小尺度松木燃烧特性实验,研究了松木的质量损失速率、火焰温度等燃烧特征。结果表明：松木的剩余质量和质量损失速率都呈现“缓慢下降—迅速降低—逐渐平缓”的趋势;在松木燃烧初期,相同时间内松木质量和损失速率呈反比;在松木燃烧中后期,松木质量和质量损失速率呈正比关系;松木燃烧初期的热释放速率增长趋势为t2^火的定量数学模型;同一工况下热电偶到火源距离与热电偶的温度峰值和波动程度呈反比,且温度峰值的出现时间和波动程度大致相同。     

冷放空天然气火灾爆炸事故影响范围模拟

针对冷放空作业中的意外火灾、爆炸事故,许多研究单一从冲击波超压方面考虑伤害范围,一旦发生火灾,热辐射强度也非常强,研究不同影响因素下火灾的热辐射伤害范围十分必要。首先,分析放空压力6 MPa和放空速率20×10⁴m³/h时冷放空天然气火灾的热辐射影响范围和冲击波超压影响范围,然后,模拟不同放空速率和不同放空压力下热辐射的影响范围和冲击波超压的影响范围。结果表明,在模拟工况下,放空压力对热辐射强度影响更大,热辐射导致的轻伤距离最远达到269.72 m;在模拟工况下,放空速率对冲击波超压影响更大,冲击波导致轻伤的最远距离达到198.00 m。在实际工程中,控制放空压力和放空速率对减轻意外火灾爆炸事故的后果极为重要。     

不同反应性焦炭溶损劣化行为

为了研究不同反应性焦炭的溶损劣化行为与孔隙结构变化的关系,以不同温度下溶损反应前后焦炭气孔结构变化为主要研究对象,采用自主研发的焦炭综合热性质检测装置,对6种焦炭进行国标实验以及1 050、1 100、1 150、1 200、1 250和1 300℃恒温等溶损率为25%的溶损实验,通过I型转鼓检测焦炭溶损后强度,采用低温N2吸附法检测溶损反应前后气孔结构。结果表明:国标法评价焦炭的热性质值得商榷,应采用等溶损率为25%,且通过调整溶损温度来改变溶损速率的方法,模拟焦炭在高炉内实际溶损过程。通过焦炭溶损-转鼓后比表面积变化得到焦炭在不同温度下溶损反应模型存在差异,相同溶损温度下高反应性焦炭溶损区域较大,低反应性焦炭溶损反应区域较小。