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。     

港口仓库火灾模拟分析研究

以某港口仓库为发生火灾为背景,使用火灾动力模拟软件Pyro Sim软件对仓库火灾灾变过程进行了仿真。通过对火灾烟流蔓延模拟的结果分析,对仓库区域内的烟气温度、CO浓度及烟气浓度及能见度随时间变化的分布规律,考虑了火灾发生时仓库内部变化情况。分析港口仓库的对人员逃生的主要影响,并为发生火灾的情况,仓库工作人员疏散提出建议。研究结果为港口仓库应急救援和火灾逃生提供了参考。     

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。     

基于FDS的船舶货物转运通道火灾模拟研究

为明确船舶货物转运通道内火灾的蔓延特性,利用FDS(Fire Dynamic Simulator)火灾模拟软件建立某船货物转运通道数值仿真模型并进行模拟仿真。根据仿真结果分析该通道内发生火灾时烟气的扩散情况,研究该区域温度及能见度的变化规律,获得通道内温度及能见度超出人员承受范围的时间。研究结果可为船舶发生火灾后人员疏散策略及消防预案的制定提供指导和理论依据。     

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。     

舰船狭长空间电缆火灾热流场特性数值研究

为研究舰船狭长空间内电缆发生火灾后的热流场特性规律,建立适用于狭长空间的火灾计算数学物理模型。对控制方程组进行简化和变形,用数值程序求解,得到狭长空间电缆火灾发生后烟气蔓延特性规律,舱内温度场分布以及随时间的变化,不同位置的火灾特征参数变化的差异性,以及典型工况下特征参数的阈值;探讨设备发热对火灾热流场的影响。通过分析火灾热流场特性变化规律,为狭长空间火灾探测设计提供参考。     

舰船狭长空间电缆火灾热流场特性数值研究

为研究舰船狭长空间内电缆发生火灾后的热流场特性规律,建立适用于狭长空间的火灾计算数学物理模型。对控制方程组进行简化和变形,用数值程序求解,得到狭长空间电缆火灾发生后烟气蔓延特性规律,舱内温度场分布以及随时间的变化,不同位置的火灾特征参数变化的差异性,以及典型工况下特征参数的阈值;探讨设备发热对火灾热流场的影响。通过分析火灾热流场特性变化规律,为狭长空间火灾探测设计提供参考。     

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.     

气体FPSO上部模块火灾场景数值分析

针对火灾情况下的温度变化问题，以气体FPSO平台为例，选取该海域常见海况，研究不同风速、风向下的喷射火模拟。采用基于流体动力学（CFD）的火灾动态模拟（FDS）软件进行喷射火模拟，研究喷射火场景下平台上部模块的火场及温度场分布规律，并探寻不同风速、风向对火场的分布规律影响。对火焰形态进行研究发现，火焰沿风向飘移，当喷射火为垂直喷射火时，火焰作用于甲板上的面积与风速大小成反比。对温度场进行研究发现，温度场的分布与火焰的分布规则基本一致，甲板上的高温区域位于泄漏口上方甲板顺风向的位置，且风速越大，高温区域距离泄漏口在甲板投影的位置越远。由于风速大会加快结构与外界的热交换，因此，风速越大，甲板上的温度场面积越小，最高温度越低。模拟结果对于气体FPSO上部模块发生喷射火灾时的消防与救灾抢险具有指导意义。     

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。     

船舶大舱室油料火灾温度场特性及冷却压制研究

以仿真和试验为研究手段,对船舶超大空间内油池火的燃烧特性进行系统研究,结果显示,火灾发生时烟气沉降速度、温度上升速度非常快,灭火行动最好在2min内展开。同时,利用试验方法分别对多功能水枪和泡沫灭火系统的灭火效果展开研究。研究发现,使用多功能消防水枪对10m^2以内的油火进行控制时,灭火进攻的角度和开花水枪的使用对灭火效果有着直接影响,其中以同侧对角进攻的效果最佳,仅仅用时20 s就扑灭了10 m^2柴油火;而泡沫系统的灭火效率非常高,约20 s就很好地压制了14.6 m^2的油火灾,在30 s时彻底扑灭。这些研究结论可直接用来指导船舶大空间火灾的扑救工作。     

船舶大舱室油料火灾温度场特性及冷却压制研究

以仿真和试验为研究手段,对船舶超大空间内油池火的燃烧特性进行系统研究,结果显示,火灾发生时烟气沉降速度、温度上升速度非常快,灭火行动最好在2min内展开。同时,利用试验方法分别对多功能水枪和泡沫灭火系统的灭火效果展开研究。研究发现,使用多功能消防水枪对10m~2以内的油火进行控制时,灭火进攻的角度和开花水枪的使用对灭火效果有着直接影响,其中以同侧对角进攻的效果最佳,仅仅用时20 s就扑灭了10 m~2柴油火;而泡沫系统的灭火效率非常高,约20 s就很好地压制了14.6 m~2的油火灾,在30 s时彻底扑灭。这些研究结论可直接用来指导船舶大空间火灾的扑救工作。     

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。     

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。     

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。     

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。     

对船舶机舱火灾的模拟研究分析

船舶火灾在世界上被公认为最难扑救的火灾之一。机舱火灾约占船舶火灾总数的75%。船舶机舱火灾具有火灾发生率高、火灾载荷大、散热困难、火灾蔓延迅速等特点。文中主要采用大涡模拟的手段研究船舶机舱火灾热流场特性和规律,获得机舱内同样火源强度、同样摆放位置、不同通风情况下物理场的分布规律。     

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。