机械排烟量对防护工程走廊烟气扩散的影响

为了分析防护工程机械排烟量大小对走廊烟气扩散影响,利用火灾模拟软件FDS对防护工程"单室-走廊"模型火灾时顶棚排烟口状态及不同排烟量的排烟效果进行了模拟,分析不同工况下走廊内不同区域的烟气温度、能见度及二氧化碳浓度.结果表明:由于走廊两端向火区"补风",开启排烟口会降低火源附近排烟效果,在其他区域则能有效提高排烟效果;火灾前期,不同排烟量的排烟效果没有太大差别,火灾后期,排烟量为1800 m~3/h与2700m~3/h对走廊中段的排烟效果几乎一致,继续增大排烟址,能有效提高排烟效果。但在疏散出口处,排烟量为1800 m~3/h时,排烟效果最好,考虑人员逃生安全和经济效益,本模型中单个排烟口最优排烟量确定为1800 m~3/h。     

地下车库火灾过程及消防措施的研究

采用火灾动力学模拟软件FDS对大型地下车库的火灾情景进行了数值模拟,分别讨论了隔烟卷帘、水喷淋、排烟风机以及不同措施联合作用下的消防效果。结果表明,隔烟卷帘和水喷淋都能起到良好的消防效果并且联合作用时效果更佳;而机械排烟措施则不然,它反而在一定程度上加剧了火灾的发展,与前两种措施联合作用时仍无明显效果。这说明在地下车库中,当火灾发生时,排烟系统的启动要慎重,否则可能会加剧火灾的蔓延。     

集烟罩形式对厨房排烟的影响

针对民居厨房常用的欧式顶吸式吸油烟机,本文选取了两种集烟罩形式不同的吸油烟机,分别建立了计算几何模型进行研究。用数值模拟的方法分析了两种不同集烟罩,在四种风量下,对厨房排烟效果的影响,并比较了相同风量下的排烟效率。计算结果表明,达到排烟要求,蝶型导烟板集烟罩所需的最小风量为8.5 m~3/min,平板型导烟板集烟罩所需最小风量为10 m~3/min。再通过比较相同风量下的排烟效率,确定集烟罩导烟板为蝶型的吸油烟机的排烟效果相对较佳。     

大型室内体育场馆火灾烟气充填及排烟措施研究

模拟了大型室内体育场馆火灾烟气的充填过程。对比了不同排烟条件下(自然排烟和机械排烟)烟气沉降过程。数值模拟结果表明,在无排烟情况下,烟气在大空间体育场馆内的温度并不高,但烟气层下降速度很快。对比不同的排烟方式,发现顶棚自然排烟有良好的排烟效果,顶棚机械排烟效果取决于机械排烟速率与自然排烟速率的相对大小。侧壁机械排烟系统只有在烟气蔓延到排烟口以下才有明显的效果,并且在流量大小一定情况下,侧壁排烟口位置和数量对排烟效果没有明显影响。     

高层建筑环形走廊机械排烟口合理布置优化研究

合理布置机械排烟口能够有效提高高层建筑疏散走道的排烟效率。采用1/3缩尺核心筒高层建筑烟气流动试验台,研究了排烟口4种不同宽高比和4种不同安装高度对环形走廊机械排烟效果的影响,对比分析了走廊内的烟气温度、烟气蔓延速度和走廊能见度。实验结果表明,宽高比为2的机械排烟口的排烟效果最佳;当排烟口上沿距顶棚的距离小于0.3 m时,对人员安全疏散较为有利。研究结论可为高层建筑环形走廊机械排烟系统设计及防排烟设计规范相关参数的修订提供参考。     

LNG泄漏气体浓度和温度扩散过程计算

利用高斯烟羽模型进行LNG泄漏过程模拟,得到LNG泄漏后扩散浓度场和温度场分布。参考天然气燃烧下限0.035 8 kg/m~3与低温温度规定291 K确定了气体浓度场和温度场的危险区域范围,分析了环境风速和大气稳定度参数与泄漏扩散的关系,得出环境参数对浓度场、温度场及危险区域的影响规律:设置参数为泄漏量5 kg/s,泄漏源高度20 m,泄漏孔径50 mm,大气稳定度C级,环境风速2、3、4、5 m/s。随着环境风速的增加,泄漏源高度处下风向轴线上最大浓度分别为0.397 8、0.265 5、0.199 2、0.159 4 kg/m~3,最低温度分别为153.9、168.3、180.1、189.9 K,浓度场和温度场沿下风向和横风向扩散加剧,危险区域减小;设置环境风速2 m/s,大气稳定度A、B、D、E级,随着大气稳定度的增加,泄漏源高度处下风向轴线上最大浓度分别为0.212 4、0.254 4、0.261 5、0.391 3 kg/m~3,最低温度分别为177.4、170、169、154.3 K,浓度场和温度场沿下风向和横风向扩散减缓,危险区域增加。     

快速流化床颗粒团絮的识别和表征研究

本文针对内径D=0.1m、高H=3 m的三维可视快速流化床上升管,建立了图像采集及处理系统,对平均粒径d_s=0.25 mm的石英砂(颗粒密度ρ_p=2650 kg/m~3,堆积密度ρ_(pa)=1590 kg/m~3)在颗粒循环量G_s=40～70 kg/(m~2s),流化风速U_g=4.35 m/s下形成的颗粒团絮进行了研究,提出了一套针对三维快速流化床近壁面颗粒团絮的识别和表征方法并优化了计算参数。结果表明,该方法能够准确识别不同类型("U"形、倒"U"形、条形)的颗粒团絮;颗粒团絮的尺寸随上升管高度增加和固体循环通过减小而增大,颗粒团絮数量随上升管高度增加和固体循环通量减小而减少;随固体循环通量变化,"U"形和倒"U"形的颗粒团絮下落速度的平均值均为1 m/s左右。     

长大公路隧道火灾热烟气流运动规律的研究

公路隧道在给人们带来便利交通的同时,也给火灾防治带来了许多新的问题。本文以秦岭某长大单洞单向公路隧道作为研究对象,采用CFD方法对长大公路隧道发生火灾时烟流性态的发展过程进行了三维数值模拟,隧道计算区域全长200 m,横截面面积65.37 m~2,总宽度10.5 m,总高度7.2 m,火源中心位于距隧道进口100 m处。文章针对公路隧道火灾在不同的通风工况下的浓度场和速度场分布规律展开研究,为科学地制定通风方案和防火救灾措旌提供了参考依据。     

基于激光腔增强技术的前向散射能见度仪校准方法研究

为了填补前向散射能见度仪校准的空白,利用激光腔增强技术,搭建了一套开放式能见度校准系统,通过在能见度模拟舱中用气溶胶发生器产生单分散硬脂酸气溶胶颗粒产生模拟能见度环境,实现前向散射能见度仪的校准。与前向散射能见度仪、透射式能见度仪分别在小型模拟舱((长2m×宽1m×高1m))和大型模拟舱(长20m×宽3.5m×高3m)中开展了比对实验,实验结果表明,在100～2000 m能见度范围内,与透射式能见度仪的相对误差在5%以内,与前向散射能见度仪的相对误差在10%以内,均具有较好的一致性。这套系统可以用在较小的小型能见度模拟舱中,为前向散射能见度仪的实验室校准提供可行的技术手段。     

对一道考题的探究与教学思考——记一堂探究性的试卷讲评课

1问题的提出在高三年级的复习考试中,有这样一道答题错误率很高的运动学考题.题目:一辆长为l1=5m的汽车以v1=15m/s的速度在公路上匀速行驶,在离铁路与公路交叉点s1=175m处,汽车司机突然发现离交叉点s2=200m处有一列长为l2=300m的列车以v2=20m/s     

不同高度处烟颗粒形貌特征和尺度分布

火灾中产生的烟颗粒严重影响火场人员疏散及灭火救援工作,而且造成严重的大气污染。本研究利用自行搭建的小尺寸实验台,开展不同燃料火灾实验,采集不同高度处烟颗粒样品,利用场发射扫描电镜,观察不同燃料不同高度处的烟颗粒形貌,分析烟颗粒形貌特征及其尺度分布。研究表明,随着采样高度的增加,烟颗粒团聚体逐渐增多且结构越来越蓬松;煤油和柴油燃烧产生的烟颗粒粒径在50~70 nm的范围内。     

基于双F-P干涉仪的多普勒测风激光雷达的性能分析

 自行研制了一台基于双边缘技术的多普勒激光雷达,用于测量对流层大气风场。该雷达采用具有高光谱分辨率的双Fabry-Perot干涉仪来检测气溶胶后向散射的多普勒频移量。给出了多普勒测风激光雷达的结构和参数。利用干涉仪参数讨论了雷达系统的测量精度。实验测定了双干涉仪的频谱曲线。通过计算和分析,由测量的干涉仪频谱曲线的的标准偏差引起的系统测量误差为0.5 m/s。系统的测量误差随着测量的高度和所测速度的增加在增大,在高度10 km测量50 m/s的风速时系统的测量误差小于2 m/s。     

粉状无烟煤炭粒在1200—2000K温度范围内燃烧的化学动力学特性

针对层流挟带流动反应器,本文开发了新的动量、质量和热量传递模型,并且,在1200—2000K温度范围内,试验研究了三种粒度的莱阳无烟煤炭粒(42.5,67和92.5μm)在空气中的燃烧特性。试验结果表明,燃烧反应处于第二区域——过渡区,并且以表面化学反应过程为主,其燃烧速率可表述为 K_s=0.134exp(-83.648×10~3/RT_p)·(P_5)~(0.5),kg/m~2,s最后,还将本文模型的计算结果与Field模型和Smith模型的计算结果进行了比较。     

快速流化床气固流动结构及其转变

本文建立了由内径100 mm、高3 m的上升管、两级下降管和两级旋风分离器构成的可视化快速流化床试验系统。采用平均粒径d_p=215μm,颗粒密度ρ_p=2600 kg/m~3,堆积密度ρ′_p=1700 kg/m~3,最小流化速度u_(mf)=0.04 m/s的石英砂,在表观气速U_g=0~5 m/s、静止床高与床径比H_0/D=1~4和循环通量G_s=0~120 kg/(m~2s)的操作范围内,研究了上升管中静止床高、表观气速和固体循环通量对快速流化床内气固流动结构及其转变的影响,并绘制了流动结构转变图。     

盐水溶液跨混合纤维素膜扩散机制的定量可视化实验研究

介绍了一种改进的高时空分辨率相移干涉仪,测量了不同浓度的NaCl溶液跨过5 μm孔径醋酸-硝酸混合纤维素膜进入去离子水的跨膜扩散过程。实验观察到NaCl溶液在膜-液界面附近的质量输运行为受膜结构的影响而表现出的特征:相对分散的浓度高值分布、均流传质现象、对流的快速纵向进行和横向扩散的缓慢发展等。实验计算得10.0 mg/mL、7.5 mg/mL、5.0mg/mL、2.5 mg/mL 和 1.0 mg/mL 的 NaCl 溶液跨膜传质系数分别为 3.0×10~(-6) m~2/s、8.5×10-7 m~2/s、7.8×10~(-7)m~2/s、2.9× 10~(-7)m~2/s和6.0×10~(-8)m~2/s。本实验结果可为跨膜扩散机理的研究提供参考。     

多普勒测风激光雷达风场探测结果分析

为了验证自行研制的瑞利散射测风激光雷达的性能及应用价值,将激光雷达测量的风速风向廓线与探空气球测量结果进行对比,结果吻合得较好,高度10 km以下风速最大差距3.0 m/s,20 km以下最大差距4.5 m/s;风向除拐点外标准差最大32。连续探测结果显示了强劲的西风急流和风向转换特征,急流中心的高度一般在10~12 km,中心最大风速接近70 m/s,最小风速不低于30 m/s,20 km左右拐点最小风速不足1 m/s,20 km以上风速逐渐增加 ;在20 km以下风向为西风,在270左右变化,20 km以上为东风,在90左右变化。探测结果表明瑞利散射测风激光雷达既能跟踪大尺度季节性气候特征的变化规律,又能突出小尺度瞬态气候特征的形成、演化过程。     

室外风和加压送风综合驱动对防烟效果和烟气运动的影响

本文在相似原理基础上,开展1/3缩尺寸试验,通过改变室外风和加压送风量改变试验条件,研究了室外风和加压送风综合驱动对前室防烟效果和疏散走道烟气运动的影响。通过疏散走道烟气形态和前室门处烟气温度和气流速度等参数,定量分析了不同室外风条件下的临界送风量。试验结果表明,室外风增大时,烟气紊乱程度增大,临界送风量增大,当室外风为4.0 m/s时,烟气层完全紊乱,单独使用加压送风不能满足有效防烟。通过疏散走道各测点的烟气温度,分析了室外风和加压送风对烟气层高度和烟气温度的影响。试验结果表明,当加压送风量一定时,室外风增大会导致烟气层高度下降和烟气温度升高。当室外风一定时,送风量增大会导致烟气层高度升高,但当送风量大于前室5000 m~3/h、楼梯间10000 m~3/h时,加压送风会导致前室门附近烟气层高度下降;送风量越大,烟气温度越低。     

各向同性光场对原子束的分步减速

通过理论分析计算了积分球中各向同性光场对原子产生的辐射压力,提出了一种新的激光对原子束的减速方案:将原子炉产生的热铷原子束通过五个直径为10 cm的积分球,积分球内部各向同性光场的失谐量从Δ=-70Γ依次减小到Δ=-10Γ,从而可以对原子束进行减速和冷却。通过对减速过程的数值计算结果发现,该方案可以把速度小于331 m/s的原子束减速和冷却到小于1 m/s,接近多普勒极限。     

火灾烟颗粒分形模型和球形模型光散射的比较研究

对烟颗粒的光散射进行模拟计算是研究火灾烟颗粒光散射特性的重要手段,目前对于火灾烟颗粒光散射的数值计算多采用球形或椭球模型.实际上,火灾烟颗粒的形貌与球形和椭球均存在着显著差异.扫描电子显微镜图像表明,烟颗粒具有近似分形的结构.本文利用离散偶极近似方法计算了随机取向的火灾烟颗粒分形凝团以及同体积的球形颗粒的光散射Muller矩阵,并对两者的归一化Muller矩阵元素随散射角的分布进行了比较.研究表明:火灾烟颗粒分形模型和球形模型的归一化矩阵元素F₁₁(θ)/     

火灾烟颗粒的分形结构形状模拟与光散射计算

针对火灾烟颗粒的形状特点，提出并建立火灾烟颗粒分形结构凝团的形状模型，并对烟颗粒扫描电镜(SEM)图像进行分析，获取分形结构模型中的单个凝团中基本颗粒个数、凝团分形维数、基本颗粒半径等参数.利用该模型对火灾烟颗粒的形状进行模拟的结果表明，该模型能够较好反映出烟颗粒的形貌特征.利用形状模型对火灾烟颗粒散射进行初步计算表明，在其他参数相同的情况下，相对于同体积的球形颗粒，分形凝团具有前向散射较弱，后向散射较强的特征.