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不同水平开口的腔室火灾温度分布数值模拟

工程热物理学报 2019年第12期40卷 2938-2945页

作者：姚文彬陈潇陆守香丁智伟汪亚龙方鸿强中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室

火灾对船舶的危害性很大。通常,被模化成顶部开口腔室火灾的船舶舱室火灾备受学者关注,但顶部开口腔室内火灾温度分布受开口位置的影响规律仍未完全揭示。本文利用FDS对不同开口位置下腔室火灾内的火灾温度分布进行研究,研究结果表明,... 详细信息

火灾对船舶的危害性很大。通常,被模化成顶部开口腔室火灾的船舶舱室火灾备受学者关注,但顶部开口腔室内火灾温度分布受开口位置的影响规律仍未完全揭示。本文利用FDS对不同开口位置下腔室火灾内的火灾温度分布进行研究,研究结果表明,腔室内不同区域的温度分布规律并不相同,火源中心线处垂直温度分布主要受火源功率影响,而水平开口中心处温度与开口位置(开口与火源水平距离)呈线性相关。

关键词：腔室火灾水平开口数值模拟温度分布

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突变理论应用于腔室火灾中的回燃现象

数学物理学报（A辑） 2002年第4期22卷 564-570页

作者：翁文国范维澄中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室合肥230026

回燃是在通风受限的建筑火灾中 ,由于补充新鲜空气再次燃烧热烟气的现象 .这种转捩现象是典型的突变行为 .该文基于能量平衡方程建立了腔室火灾中回燃现象的简化数学模型 ,并利用突变理论建立了其突变拓扑空间函数方程 ,讨论了系统控制... 详细信息

回燃是在通风受限的建筑火灾中 ,由于补充新鲜空气再次燃烧热烟气的现象 .这种转捩现象是典型的突变行为 .该文基于能量平衡方程建立了腔室火灾中回燃现象的简化数学模型 ,并利用突变理论建立了其突变拓扑空间函数方程 ,讨论了系统控制因子与工况状态之间的对应关系 .结果表明回燃现象的突变形式是燕尾突变。

关键词：突变理论腔室火灾回燃现象燕尾突变

上悬窗条件下通风控制腔室火灾温度的实验研究

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火灾科学 2021年第1期30卷 9-15页

作者：杨勇张晓磊孙协鹏胡隆华中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室合肥230026

随着建筑结构的发展,上悬窗日益成为城市建筑窗户的选择,但这种通风条件下腔室火灾的发展特性仍缺乏研究。利用1∶8相似比例的缩尺寸腔室火灾实验台,实验研究了上悬窗不同开口尺寸、不同开窗角度下,通风控制的腔室火灾温度发展特性。实... 详细信息

随着建筑结构的发展,上悬窗日益成为城市建筑窗户的选择,但这种通风条件下腔室火灾的发展特性仍缺乏研究。利用1∶8相似比例的缩尺寸腔室火灾实验台,实验研究了上悬窗不同开口尺寸、不同开窗角度下,通风控制的腔室火灾温度发展特性。实验结果表明,通风控制条件下,腔室火灾温度随着上悬窗开口尺寸和开窗角度的增加而增加,并通过能量平衡分析,建立了通风控制条件下,耦合上悬窗尺寸和开窗角度因素的腔室内部火灾温度预测模型。

关键词：上悬窗开窗角度通风控制室内温度腔室火灾

环境风作用下腔室火灾演化与溢出火焰高度模型研究

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环境风作用下腔室火灾演化与溢出火焰高度模型研究

作者：侯路遥中国科学技术大学

学位级别：硕士

近几年,高层建筑火灾在各类火灾中所占比例不断上升,因其人员密度大、可燃物多、蔓延扩散快、人员伤亡大等特点,给城市居民生活和财产安全造成了一定的威胁。多数高层建筑火灾的起因都是建筑物内的房间起火,随后火势突破房间外窗,溢出... 详细信息

近几年,高层建筑火灾在各类火灾中所占比例不断上升,因其人员密度大、可燃物多、蔓延扩散快、人员伤亡大等特点,给城市居民生活和财产安全造成了一定的威胁。多数高层建筑火灾的起因都是建筑物内的房间起火,随后火势突破房间外窗,溢出火焰沿建筑外立面扩展,引燃建筑外墙的可燃装饰物或保温层,若处于有风环境,火焰还会借助风势迅速向上下楼层蔓延扩散,引发外立面立体火灾燃烧,高层建筑的消防扑救十分困难,已成为国际重要挑战性问题,因此,对室内火灾的发展以及开口火溢流进行相关的理论研究,特别是针对有风环境下的火溢流行为特征,是十分有必要的。前人已经在腔室火灾演化(室内温度分布、火焰溢出临界条件),通风控制阶段溢出火焰的特征参数(火羽流温度分布、火焰形态特征、外立面热通量分布等)以及特殊边界条件下(环境风、不同开口特征、侧墙限制等)的开口火溢流行为有了较为充分和全面的研究。然而对于更加贴合实际的正向风作用下开口位于腔室侧壁顶部的情况还需要进一步探索,不同来流角度的环境风作用下的腔室火灾发展研究仍处于空白。因此,本文采用小尺寸的开口火溢流模型实验台,开展了开口火溢流燃烧风洞实验研究,模拟环境风作用下的腔室火灾演化与开口火溢流行为,研究了腔室内部的温度与溢出火焰高度等相关重要参数。针对正向风作用下顶部扁平开口火溢流的火焰高度演化规律,量化并揭示了腔室扁平矩形窗户开口且位于腔室侧墙顶部时不同正向风速下的腔室开口中性面高度、溢出火焰高度随热释放速率的演化规律,以开口宽度为特征长度提出了新的无量纲溢出火焰热释放速率,并基于溢出火焰卷吸空气特性建立了无风与正向风作用下溢出火焰高度的表征模型。针对多角度环境风作用下开口火溢流腔室内温度演化与转折行为,研究了不同来流角度的环境风作用下腔室火灾发展过程中的火焰位置迁移现象和由此导致的腔室内部温度转折机制,揭示了温度转折临界热释放速率随环境风速及角度的演化规律,并提出了两个环境风分量(正向与侧向)的弗劳德数,基于两个新定义的弗劳德数建立了不同环境风来流角度下温度转折临界热释放速率的表征模型。

关键词：腔室火灾环境风顶部扁平开口空气卷吸溢出火焰高度温度转折临界热释放速率

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开口形式对回燃及腔室火灾过程的影响

武警学院学报 2018年第12期34卷 19-23页

作者：王昊刘启金舟山市消防支队浙江舟山316000

利用近1/5标准房间的腔室进行固体回燃火灾试验,以探究开口面积及开口位置对回燃及腔室火灾过程的影响。结果表明,腔室火灾回燃过程主要包括前导燃烧及回燃发生两个阶段,腔室内上方温度经历了快速增长、快速降低、快速增长等阶段,而氧... 详细信息

利用近1/5标准房间的腔室进行固体回燃火灾试验,以探究开口面积及开口位置对回燃及腔室火灾过程的影响。结果表明,腔室火灾回燃过程主要包括前导燃烧及回燃发生两个阶段,腔室内上方温度经历了快速增长、快速降低、快速增长等阶段,而氧气含量经历了缓慢下降、快速下降、快速增长、渐近稳定、快速降低及快速增长等阶段;开口面积越大,开口位置越靠近中心位置,对回燃及腔室火灾发展具有一定促进作用,使得回燃延迟时间越短,腔室内上方温度越高,回燃持续时间越短,燃烧强度越强。对灭火救援人员扑灭腔室火灾及破拆时机选择提供理论支持。

关键词：开口形式腔室火灾回燃延迟时间持续燃烧时间

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房门突然打开对腔室火灾影响的数值模拟

武警学院学报 2010年第6期26卷 8-10页

作者：祝科毕昆重庆北碚区消防支队重庆北碚400700 火灾科学国家重点实验室安徽合肥230027

影响腔室火灾发展的因素很多。采用大涡模拟的方法对带门缝的腔室火灾特性进行数值计算研究。计算分析腔室内门缝火发生过程中的热释放速率、压强和温度等物理参数的变化,并进一步模拟分析房门突然打开对腔室火灾发展产生的影响。结果表... 详细信息

影响腔室火灾发展的因素很多。采用大涡模拟的方法对带门缝的腔室火灾特性进行数值计算研究。计算分析腔室内门缝火发生过程中的热释放速率、压强和温度等物理参数的变化,并进一步模拟分析房门突然打开对腔室火灾发展产生的影响。结果表明,由于门缝的存在使腔室火灾燃烧状况发生一定的变化,影响到火灾的发展;房门的突然开启致使大量的可燃烟气发生强烈的回燃,给消防人员入室灭火带来极大威胁。

关键词：腔室火灾大涡模拟门缝火回燃

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钢箱梁内敷电缆火灾辐射影响范围研究

消防科学与技术 2024年第4期43卷 451-456页

作者：朱凯宗笑羽陈小峰吴珂中国计量大学质量与安全工程学院浙江杭州310018 浙江大学城市火灾安全工程研究中心浙江杭州310058

为揭示钢箱梁内敷电缆火灾的辐射分布特征,采用FDS数值模拟,研究了电缆尺寸和横隔板间距对辐射范围的影响,分析了钢箱梁起火腔室内的火焰辐射与烟气辐射特征,并构建辐射预测公式,进而得到临界安全距离。结果表明:随火源功率的增加以及... 详细信息

为揭示钢箱梁内敷电缆火灾的辐射分布特征,采用FDS数值模拟,研究了电缆尺寸和横隔板间距对辐射范围的影响,分析了钢箱梁起火腔室内的火焰辐射与烟气辐射特征,并构建辐射预测公式,进而得到临界安全距离。结果表明:随火源功率的增加以及横隔板间隔的减小,辐射影响范围明显增大,考虑钢箱梁多腔室与钢结构传热特性,修正后的McCaffrey烟气层温度误差可小于5%;综合考虑火焰辐射与烟气辐射的辐射分布预测模型可有效预测钢箱梁内距火源中心大于0.6 m区域的辐射分布。以10 kW/m^(2)作为临界引燃热通量界定箱梁电缆敷设的临界安全距离,则钢箱梁内电缆敷设的最小安全距离为0.8 m。

关键词：钢箱梁腔室火灾辐射数值模拟

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顶部不同开口尺寸腔室中油池火灾的发展过程

中国科学技术大学学报 2011年第10期41卷 895-901页

作者：陈兵陆守香李强黎昌海袁满中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室安徽合肥230027

在顶部开口腔室内开展庚烷油池火的燃烧实验,研究了开口尺寸对火灾发展过程的影响.实验使用了2种直径的油池和6种大小的水平开口,并测量了燃料质量损失速率、腔室内的气体温度分布以及火源根部附近的气体浓度变化过程.结果表明,根据火... 详细信息

在顶部开口腔室内开展庚烷油池火的燃烧实验,研究了开口尺寸对火灾发展过程的影响.实验使用了2种直径的油池和6种大小的水平开口,并测量了燃料质量损失速率、腔室内的气体温度分布以及火源根部附近的气体浓度变化过程.结果表明,根据火焰熄灭的原因,燃烧可分为缺氧熄灭模式和燃料耗尽熄灭模式.在缺氧熄灭模式下,顶部开口尺寸对燃料消耗率、质量损失速率和气体温度分布的影响较小;火灾进入燃料耗尽熄灭模式后,质量损失速率以及气体温度均随开口尺寸增大而增大.同时,随着开口的增大,火焰熄灭时的氧气浓度变大.在顶部开口腔室火灾中,燃烧开始后,烟气在腔室内迅速沉降并充满整个腔室,"双区模型"不再适用.

关键词：腔室火灾顶部开口质量损失速率温度分布气体浓度

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正向风作用下半地下室窗口火溢流实验研究

燃烧科学与技术 2023年第3期29卷 313-318页

作者：侯路遥孙协鹏易继威胡隆华中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室合肥230026

与普通地上建筑房间不同,半地下室的采光通风通常依赖于房间上部的扁平窗户,一旦发生火灾,溢出火焰将对地上整栋建筑产生灾害性影响,并且外界正向风也会进一步影响溢出火焰形态特征,针对这种通风条件下的开口火溢流行为仍缺乏研究.通过... 详细信息

与普通地上建筑房间不同,半地下室的采光通风通常依赖于房间上部的扁平窗户,一旦发生火灾,溢出火焰将对地上整栋建筑产生灾害性影响,并且外界正向风也会进一步影响溢出火焰形态特征,针对这种通风条件下的开口火溢流行为仍缺乏研究.通过利用小尺寸腔室火灾实验平台,开展了风洞实验研究,模拟正向风作用下半地下室窗口火溢流行为,研究了扁平开口位于腔室顶部时,溢出火焰高度随火源热释放速率和正向风风速的演化规律.实验结果表明,溢出火焰充满整个腔室开口且呈现明显的“贴壁火”燃烧状态,火焰高度随热释放速率的增大而增大,随正向风风速增大而减小.通过对影响火焰高度的因素进行无量纲分析,建立了正向风作用下类似于半地下室窗口溢出火焰高度的无量纲理论模型Z_(f)/l_(1)=1.65(1+Fr)^(-0.26)Q_(ex)^(*2/3),外立面无量纲火焰高度与无量纲溢出热释放呈现2/3的指数关系(Z_(f)/l_(1)~Q_(ex)^(*2/3)),与经典的壁面火焰高度模型一致.

关键词：正向风半地下室窗口腔室火灾溢出火焰高度