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。     

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。     

港口仓库可燃物最佳储放区域确定

根据某港口仓库实体尺寸建立几何模型,利用大涡模拟的方法对火源抬升不同高度后的温度流场、能见度和烟气层高度进行了数值模拟。模拟结果表明:火源抬升能降低仓库整体温度,仓库温度场分为两个区域,6 m以上空间温升随火源抬升增加,6 m以下空间温升随火源抬升减小;火源抬升能减缓烟气下降,提高下部空间能见度;考虑人员安全性和建筑安全性,确定了高架仓库内可燃物的最佳储放区域的下限为人员呼吸区高度。研究成果可以为港口仓库合理堆积货物提供参考依据。     

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。     

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。     

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.     

万吨级客船汽车甲板车辆火灾烟气参数的模拟分析

客滚船在水上运输与贸易往来中承担着不可或缺的作用,其安全问题也接踵而至。其中,客滚船汽车甲板存在的危险性较大,一旦发生火灾,整船全毁。本文设计了客滚船汽车甲板车辆火灾典型场景,采用FDS(5.5.3版)构建了客滚船汽车甲板火灾模拟模型,设置1个车辆起火火源与2个延迟车辆起火火源,对甲板楼梯间温度和CO浓度进行计算。结果表明:由于通风的作用,除火源附近外,汽车甲板包括上层楼梯通道的大部分区域温度和CO浓度随火灾的发展而增加,但上升不显著。火灾发生后烟气发生明显,使能见度下降,影响火灾的扑救。     

船舶高大空间火灾特性分析

对船舶中高大空间典型火灾场景采用FDS分析不同通风条件下其温度场分布和烟气蔓延规律,得到该高大空间发生火灾后,除火源附近之外的其他区域温度场变化均经历维持常温、快速温升和持续缓慢温升3个阶段;密闭条件下温度场存在衰减阶段。通风条件下,火灾发生后175 s内是投入灭火的最佳时机,而关闭通风时为144 s内;在温升阶段,密闭条件下该高大空间内温升更快;而关闭通风时该高大空间内烟气层高度下降,但烟气危害性较大。     

机械排烟控制航母机库火灾烟气运动大涡模拟

航母机库火灾是影响航母安全的重要因素。为研究航母机库火灾防护与控制技术,采用低速气流运动控制方程组和湍流燃烧大涡模拟方法仿真分析机械排烟条件下航母机库油料火灾的蔓延与烟气运动规律。结果表明:针对本算例机库几何尺寸和油池火规模,机械排烟量介于300~600 m3/s,不仅会增高热烟气层高度、降低下层烟气温度,还会降低火源附近的热流密度;当机械排烟量不超过600 m3/s时,采用机械排烟对油池火蔓延的强化影响不显著;机械排烟使热烟气排出温度明显增加,选择风机需要考虑耐温要求。     

机械排烟控制航母机库火灾烟气运动大涡模拟

航母机库火灾是影响航母安全的重要因素。为研究航母机库火灾防护与控制技术,采用低速气流运动控制方程组和湍流燃烧大涡模拟方法仿真分析机械排烟条件下航母机库油料火灾的蔓延与烟气运动规律。结果表明：针对本算例机库几何尺寸和油池火规模,机械排烟量介于300~600 m3/s,不仅会增高热烟气层高度、降低下层烟气温度,还会降低火源附近的热流密度;当机械排烟量不超过600 m3/s时,采用机械排烟对油池火蔓延的强化影响不显著;机械排烟使热烟气排出温度明显增加,选择风机需要考虑耐温要求。     

基于FDS的某火锅店火灾数值模拟研究

以南京某火锅店为研究对象,采用FDS对火灾条件下的店内火灾进行数值模拟。通过模拟店内烟气扩散、温度以及能见度的变化,结合火灾灾变过程的影响,分析出最佳安全疏散时间。根据模拟结果,当无火灾报警设备时,厨房、卫生间等相对密闭房间内人员获得火灾信息时间长,不利于疏散;同等高度下的烟气影响受墙壁和区域开阔程度的影响;应对店内陈设和房间的规划进行,从而延长安全疏散时间。     

烟囱顶与上建高度差对烟气流场分布的影响

分析烟囱顶与上建高度差对烟气流场分布的影响.针对烟气流场分布,以某型散货船为模型标本,利用STAR-CCM+仿真软件,通过变换高度差值,得到该区域烟气流场的分布情况.通过分析表明,在船舶常用航速下,上建开口随着高度差的增加,受烟气的负面影响可以得到有效改善.为今后评估与改善船员居住区域空气质量环境、优化上层建筑布置提供了一种解决办法.     

基于Star-CD的某船机舱火灾烟气流动计算与分析

为了探究机舱火灾的烟气流动情况,减少火灾烟气带来的危害,基于Star-CD平台,采用场模拟方法,模拟某船舶机舱火灾发生时的温度场、速度场、压力场及烟气的分布情况,结果显示了机舱空间在不同截面和时刻机舱的温度、速度、压力和烟气的分布,在火源正上方的温度、速度、压力和烟气浓度比周围的高,压力最高值出现在机舱的顶部,机舱上部的烟气平均浓度、温度明显高于下部的浓度,并给出了不同高度的烟气浓度和温度曲线.根据计算结果和该船现有的消防体系,建议在机舱内安装一套固定灭火系统,计算结果符合室内火灾的基本规律.     

潜艇狭长空间下火灾烟囱温度场特性分析

潜艇有其独特的结构,其舱室狭小,易燃物多而集中,热量不易散发,加之艇体钢结构,火灾危害性很大.为了研究潜艇狭长空间下火灾烟囱温度场特性,建立了潜艇火灾烟气流动的数学模型和物理模型.采用场模拟计算的方法,利用Phoenics软件对该模型在不同烟囱开口尺寸条件下的火灾烟流进行了数值模拟.给出了不同开口尺寸下火灾烟气温度场的横向和纵向的分布,以及烟囱顶部温度随时间变化的趋势,并分析了烟气温度场随烟囱开口尺寸变化下的发展情况.     

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。     

云南高海拔隧道火灾控烟风速优化研究

高海拔地区由于空气中含氧量比较低的原因火源燃烧容易产生大量烟气,烟气扩散的规律与能见度异于平原公路隧道。本文运用数值模拟的手段通过FDS软件分析云南高海拔地区大中山隧道发生火灾时的延期流动规律和能见度分布规律。研究结果表明:纵坡隧道内火灾发生后,火灾烟气会受到火风压的影响向上坡蔓延,并阻碍烟气向下坡蔓延,烟气蔓延的不对称性对上洞口救援造成不利;高海拔地区隧道内火灾烟气蔓延速度明显快于低海拔隧道;高海拔单洞双向行车隧道发生火灾后,需要在高洞口施加控制风速措施,以减少火风压对烟气蔓延的影响。并得出当高洞口施加0.5m/s的控制风速时,烟气在前600s中可在火源点两侧近似形成对称分布,有利于从隧道两端进行救援与人员逃生。     

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。     

移动式风机在舰船火灾烟气控制模型舱中的应用试验

建立舰船火灾烟气控制模型舱,针对移动式风机在正压送风时距离火源不同位置、风机仰角不同工况下,试验分析火灾烟气温度、能见度及CO浓度在空间和时间上的变化规律,结果表明,正压送风在防止烟气溢流的同时,可有效排出舱室内烟气,降低舱内温度,提高火场能见度。移动式风机在距离着火舱室门口1.5 m处,且风机仰角为20°时,能最大限度地封堵烟气的溢流。     

密闭空间在不同热环境下的火灾烟气填充特性及壁面热传导效应

采用火灾数值模拟软件FDS,模拟船舶内部舱室空间处于不同热环境下的火灾烟气填充特性,发现恒温环境和低差温环境对火灾烟气的填充过程几乎没有影响,但是当密闭空间竖向差温达到一定范围时,对其填充过程影响巨大;同时通过密闭空间壁面的热传导效应的分析,不同热环境对密闭空间金属壁面的影响区域及程度均有所不同。     

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。