机械排烟时补风口高度对竖直单开口舱室火灾烟气特性的影响

[目的]为合理制定舰船竖直单开口舱室火灾的排烟战术,提高排烟效率,[方法]通过搭建全尺寸火灾实验平台,对竖直单开口舱室的火灾烟气特性进行研究。通过设置不同的开口高度,对负压排烟时的火源燃烧速率、舱室能见度及温度进行测量与计算。根据实验测得的火源热释放速率,使用火灾动力学模拟软件(FDS)对实验及仿真舱室温度峰值进行对比分析。[结果]结果显示,机械排烟时补风口高度应设置在总高度约1/2处,在此高度下舱室能见度及温度下降速度更为迅速。[结论]所做研究对于竖直单开口舱室火灾的机械排烟战术制定具有一定指导意义,同时也证明了在此种火灾条件下采用FDS进行模拟的可信性。     

某舰艇俱乐部火灾危险性分析及防火设计方案改进

针对某舰艇俱乐部内易燃物品相对较多,防火设计不同于普通舱室的特点,采用FDS软件,建立舱室火灾模型,对舱室火灾进行全尺寸模拟,得出舱室发生火灾时的烟气运动、温度、能见度和气体组分体积分数变化等规律,分析其火灾危险性。通过设定不同的工况条件,对比分析排烟系统和喷淋系统对舰艇俱乐部火灾的灭火降温作用,对防火设计方案提出改进意见。     

舰船机舱火灾烟气自然充填特性模拟实验

在舰船机舱缩尺模型中开展一系列油池火实验,对3种尺寸柴油池火产生的烟气自然充填特性进行研究。为了解无通风条件下舰船机舱内的烟气运动过程,实验中对舱室内的温度分布、气体浓度以及能见度等关键参数进行测量。实验结果表明:舱室内的温度较低,且在竖直方向上不存在分层现象;舱室顶部区域烟气中的氧气浓度很低;舱室内能见度随着火源直径的增大而降低,当油池直径为0.3 m时,能见度迅速下降至2 m左右。     

强制送风条件下舱室内池火的大涡模拟

利用烟气运动的大涡模拟方法和空间火蔓延与液体燃料受热蒸发相互作用,探讨了舱室内池火受强制送风条件的影响,计算出的火灾释热率、室内烟气温度、墙壁温度、烟气组分浓度和地面热流密度随时间的变化与试验符合。当排烟出口面积小时,尽管其位置低,强制送风使得排烟口处不会出现空气卷吸,送风不足时,送风口附近氧气浓度明显比其他区域高,火焰偏向送风口,此处顶棚和侧墙的壁面温度比其他位置要高。     

船舶舱室火灾通道烟气特性研究

有毒有害烟气是船舶火灾发生后最大的危害,对其控制和管理显得尤为重要,但目前相关的研究和应用较少,特别是火灾发生后如何消除烟雾和有害气体的研究更为缺乏。文章通过模拟舱室火灾试验,研究通道烟气的蔓延规律和温度分布情况,获得燃料的热释放速率曲线和质量燃烧速率曲线。通过通道布置的探测点得到了舱室火灾通道烟气运动规律及温度分布情况,为船舶消防损管系统设计中排烟风机的选用、布置、人员逃生和相关消防战术的制定提供参考。     

有通风弹药舱角落火灾初期温度特性

为掌握有通风的弹药舱室内较隐蔽处火灾的初期温度特性,从而为其早期探测提供指导,采用数值方法对一典型弹药舱室内4种典型火灾增长系数的角落火灾进行模拟。通过对舱室内各温度探测器位置处的数据分析发现,在通风影响下,位于通风下游的温度测点所能达到的最高温度值明显高于其对应通风上游的测点,最大温差可接近10℃以上;尽管火灾产生的热烟气最先影响的还是其正上方距离最近的温度测点,但位于火源所在上方的通风下游测点会最先达到50℃;火灾高温区域主要集中在舱室通风下游,远离火源的通风上游区域在很长时间内难以受到火灾高温热烟气的影响。     

舱室消防预案数值模拟设计及实现

为提高水面舰船消防预案的有效性,针对制定舰船消防预案的需求,设计了具有工程实用性的数值模拟方案,并以某一主机舱所处防火主竖区为典型案例,采用火灾动力学场模拟方法,模拟起火舱室及相邻舱室采取灭火措施后的舱内烟气温度、舱壁和顶壁温度、CO气体浓度、能见度等参数随时间的变化,并分析火灾对扑救人员的威胁以及灭火措施对火灾控制的影响。实例计算表明,及早发现初火并正确操作至关重要,没有控制住且进一步发展的火灾,机械通风状态对舱内火灾早期烟气运动的影响较大,舱壁喷水冷却对降低舱壁温度效果明显,但封舱灭火后需要较长时间才能达到安全状态等。数值模拟结果对进一步细化消防预案具有重要意义。     

有通风弹药舱内慢速火灾特性数值研究

为掌握有通风的弹药舱室内火灾初期特性,从而为火灾早期探测提供指导,采用数值方法对舱室内不同位置的慢速火灾进行模拟。通过对各温度和烟雾探测器位置处的数据分析发现,在通风影响下,慢速火灾时各测点的输出值均较小,短时间内不易达到通常的报警阈值;舱室内通风下游的探测器更易受火灾影响,而且靠近回风口一侧的火灾热烟气在不断累积后沿着舱室边沿向通风上游逐渐扩散。     

大型舱室水幕防火分隔效果仿真计算研究

通过对大型舱室水幕分隔在不同水幕厚度、喷水速度、水珠直径和水幕流量下火灾烟气流动及传热过程进行系列模拟计算,得到了大型舱室起火后和火灾过程中,空间温度、烟气流动随时间和空间的变化规律。分析了影响水幕对火焰及烟气阻碍作用的主要因素,以及水幕分隔的防火效果,并对仿真计算结果与试验结果进行了对比分析。     

封闭空间火灾烟气温度特性的数值模拟研究

封闭空间中火灾与一般开放空间中火灾具有许多不同的特点,运用火灾动力学仿真软件FDS,研究了不同油池尺寸下庚烷池火的烟气温度特性。结果表明：在封闭空间中,烟气可以分为上部温度较高的浓烟气层和下部温度较低的稀烟气层,分层高度大约在距地板0．25m高度处;油池尺寸越大,烟气温度越高。当油池大小为0．2m×0．2m时,烟气温度能到达450℃,对人员和舱室结构都有非常大的危害。封闭空间烟气温度分布,同一水平面基本相同,在竖直方向,浓烟气层温度分布呈均匀梯度分布;烟气蔓延存在传热传质,其热量传递以对流传热为主。     

舰船舱室火灾烟气成分分析

利用舰船火灾区域模拟及烟气组分浓度的计算方法，研究舰船舱室火灾发生时舱室内的有害烟气成分随时间的变化情况。得出舱室内的有害烟气成分分布图，可供舰船消防设计和舰船消防管理参考。     

舰船火灾区域模拟及烟气成分分析

利用舰船火灾区域模拟及烟气组分浓度的计算方法，研究舰船舱室火灾发生时舱室内的有害烟气成分随时间的变化情况，得出舱室内的有害烟气成分分布图，可供舰船消防设计和舰船消防管理参考。     

考虑参数不确定性对船舶封闭舱室火灾人员生命的影响

为更准确地评估船舶封闭舱室火灾中危险时间的来临,利用随机抽样的方法对不确定性参数进行抽取,计算封闭舱室火灾中氧气浓度、烟气层高度、烟气层温度达到危险值的时间分布,进一步分析不确定性参数对船舶封闭舱室火灾危险时间来临的影响。     

深海载人平台密闭舱室气流组织数值模拟

基于计算流体力学方法,采用Fluent软件对深海载人平台密闭舱室气流组织进行数值模拟,分析不同气流组织形式下舱内空气温度和速度的分布规律,结果表明:在舱室热源较大且分布不均的特殊条件下,双侧外送风气流组织形式不能满足要求;采取分布散流器送风形式时,平送风与下送风相结合的形式优于单纯采取平送风或下送风形式。     

矿井机电硐室火灾模拟分析研究

矿井实际生产过程中,机电硐室火灾受多种因素影响,为确定矿井机电硐室火灾真实燃烧特性及人员逃生的影响因素。本文以某矿的机电硐室发生火灾时,使用Pyro Sim火灾模拟软件进行仿真模拟分析,分析机电硐室发生火灾后,外部运输巷内的温度、烟雾浓度以及能见度随时间变化的分布规律,分析得出机电硐室发生火灾时影响人员逃生的主要因素是烟气温度、CO浓度以及能见度。模拟结果表明该矿机电硐室火灾发生后的前100s是火源下风侧人员顺利逃生的关键时期,200s后产生的高温烟气、高浓度CO以及低能见度使受灾人员的逃生受到严重影响。     

深海载人平台密闭舱室气流组织数值模拟

本文基于计算流体力学方法,采用Fluent软件,对深海载人平台密闭舱室气流组织进行数值模拟。模拟分析了不同气流组织形式下舱内空气温度和速度的分布规律,得出以下结论：在本舱室热源较大且分布不均的特殊条件下,双侧外送风气流组织形式不能满足要求;采取分布散流器送风形式时,平送风和下送风相结合的形式优于单纯采取平送风或下送风形式。     

居住舱室空气环境舒适性数值分析

[目的]为比较不同送风方案对居住舱室空气环境的影响,[方法]采用计算流体力学技术对四人居住舱室内的空气环境舒适性进行数值研究。分析气流组织分布的评价指标,对夏季工况下舱室模型的风速、温度、相对湿度、PMV值和CO_2浓度进行模拟计算。通过对比不同送风方案的模拟结果,研究送风角度、送风温度和送风量对舱室内气流组织热舒适性及空气品质的影响。[结果]研究结果表明:送风角度分别取30o和45o时对模拟结果影响较小;降低送风温度并减小送风量虽然会导致舱室内空气湿度相对较小、CO_2浓度较高,但均可满足设计要求,且综合考虑气流组织的评价指标,研究的方案能提高舱室气流组织热舒适性。[结论]研究结果对居住舱室送风口布置具有一定的指导意义。     

机械通风对船舶机舱火灾烟气控制的影响分析

采用大涡模拟的方法,对某典型船舶机舱发生火灾后,进、排风机在不同启闭组合的通风条件下烟气控制的综合效果进行对比分析,旨在探究通风设备的开启对船舶火灾发展及烟气控制的综合影响.结果表明,在模拟研究的火灾阶段内,机械进风系统和机械排风系统的开启均能有效降低火场温度、提高火场能见度,对于火灾烟气控制具有积极影响.     

基于CFAST和FDS的舰船舱室火灾蔓延特性对比研究

为了研究舰船舱室火灾蔓延规律并分析不同理论模型的适用性,分别基于双区域模型的CFAST软件和大涡模拟的FDS软件构建了舱段火灾场景模型,开展了舱室火灾数值模拟,详细分析了火灾温度分布规律和烟气蔓延特性,进而对2种数值方法的求解差异和适用性进行分析。结果表明,CFAST计算效率高但无法考虑物体真实燃烧反应,同时对于远源场烟气的垂直流动模拟较差,适用于多工况单层舱室火灾特性快速预报,可用于船舶消防系统的初步设计;FDS采用数值方法直接求解受火灾浮力驱动的低马赫数流动的Navier-Stokes方程,计算精度高,但效率较低,适用于船舶详细设计阶段的消防系统设计和人员疏散方案制定。     

排烟条件下舱室烟气溢流的数值模拟研究

对排烟条件下不同火源功率及排烟速率下舱室竖向开口处的烟气流动进行数值模拟,发现中性面高度随着排烟量的增大而不断上移,烟气溢流量相应减小;随着火源功率的增大,中性面高度下移,溢流量增大.