地下车库火灾产烟量对能见度影响的模拟分析

本文主要利用计算流体动力学CFD技术,对香港西九龙总站地下停车库火灾不同产烟量对能见度的影响进行了数值模拟分析。模拟结果表明:在火灾大小为2 MW的情况下,排烟系统的排烟量在9.6~20 m~3/s范围内,火灾较高产烟量(Ys=0.064)时,2.2 m清晰高度处的温度不超过60℃,但能见度低于10 m;在较低产烟量(Y_s=0.028)时,20 m~3/s的排烟能力能确保2.2 m清晰高度处的能见度大于10 m,可以提供人员安全疏散环境。合理选择火灾的产烟量是决定利用火灾工程方法计算排烟系统能力大小的关键.     

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。     

北京环线岛式车站两种排烟模式对烟气流动规律的影响

本文针对北京地铁环线的一个典型岛式车站内发生火灾时两种排烟模式下烟气的流动规律进行了数值模拟研究.通过CFD方法模拟了地铁火灾时的气流场和温度分布以及烟气浓度分布,由此分析比较了当地铁站台中部发生火灾,两种排烟模式下烟气的温度分布和扩散特性.模拟结果表明,车站风机与相邻区间风机同时排烟的模式对于火灾烟气扩散的控制效果要好一些.     

地下组合受限空间火灾分区实验与数值分析

本论文对地下组合受限空间火灾初期的分区现象进行了模拟试验和数值分析。地下组合受限空间火灾呈现出特殊的分区现象。一般可分为燃烧区、新鲜空气补充区、烟气流区、过渡区和火焰后面的“惰化区”五区。有上下两层的地下复杂组合受限空间可分为燃烧区、烟气流区、新鲜空气补充区和“惰化区”4区。将数值模拟分析结果与实验结果进行了比较,二者吻合较好。研究表明,本文所采用的组合受限空间火灾三维模拟分析模型,是一种既能实现对实际结构复杂火灾现象的模拟分析又能在一定程度上满足实际工程要求的较好分析方法。     

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。     

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。     

岛侧地铁站台火灾烟气运动的数值模拟

采用标准的k-ε湍流模型,对安设屏蔽门系统的三维岛侧混合地铁站台的不同火灾场景进行了数值模拟研究。结果表明;火灾发生在地铁侧式站台时,邻近的楼梯口的烟囱效应显著,成为喷烟口;火灾发生在岛式站台时,烟气主要向站台的隧道两侧蔓延;屏蔽门对热量的传递起到了阻碍作用,对烟气的蔓延起到阻挡和推迟作用,对人员的安全疏散起着至关重要的作用。     

地铁火灾CFD模拟时边界条件的研究

本文对地铁车站及隧道内火灾通风排烟过程中的空气流动特性进行了数值模拟.对模拟边界提出了简化模型,即当某一个车站发生火灾时,计算区域可以只考虑其两端各一个车站和各两个区间;当某一区间发生火灾时,计算区域只需考虑该区间两端各两个车站和各一个区间.上面两种情况下,所有出入口均可假定为自由边界条件.模拟结果与现场实验结果基本一致.     

板式蒸发式冷凝器气-液两相流流动的数值模拟

基于VOF算法,建立了波纹板蒸发式冷凝器的计算模型,考察了气相、板面结构和喷淋水量对液膜流动的影响.结果表明:当空气与水逆流时,会引起雾沫挟带,水膜厚度增加;当空气与水顺流时,水膜厚度会被空气削薄;波纹板结构对液膜的流动形式有重要影响,尺寸较大、凹槽较浅的波纹板有利于水膜的均匀分布;液膜的厚度随着喷淋水量的增大而增加,同时液膜内部振荡加剧,但不影响其流动结构.     

地下狭长受限空间火灾实验及大涡数值模拟研究

本文建立了地下狭长受限空间火灾模拟实验台架,完成了不同燃烧物种类、不同燃烧物质量的火灾燃烧实验,建立了适用于狭长式地下受限空间火灾的大涡三维数学模型。研究重点在于测量狭长式地下受限空间火源热释放率和烟气温度分布,得到燃烧物分别为柴油、汽油的火源热释放率及烟气温度分布的实验测量数据;结合实验完成了狭长式地下受限空间火灾的大涡三维数值模拟分析。通过火灾数值模拟结果与实验结果进行比较分析,本文所建立的模型能较为真实地反映实际狭长式地下狭长受限空间火灾的情形。     

Experimental Studies on Stability of Smoke Layer with a Sprinkler Water Spray

Abstract

The adverse effects of a sprinkler on smoke exhaust systems used to be debated in designing fire safety provisions. However, very few experimental studies on the interaction of a sprinkler with the smoke layer have been reported; therefore, this study investigates and reports on the interaction of a smoke layer with a sprinkler water spray by a specially designed rig with 25 tests. Smoke spreading from a fire chamber was collected in an adjacent hall. The stability of the smoke layer was then studied by the discharged water spray. The ratio of spray drag to smoke buoyancy is proposed to determine smoke stability.     

火灾烟气中CO2和CO的释放特性研究

火灾产生的有害烟气是造成人员伤亡的主要原因。火灾科学研究中,研究者对CO_2和CO研究较多,但对它们的释放过程和机理研究很少。本文利用国际文献中评价材料毒性的原始实验数据,从烟气毒性物质释放的角度,分析了火灾烟气中 CO_2和 CO的释放特性,特别是分析了通风量的影响机理。在此基础上,进一步研究发展出一个与动态释放过程相关的烟气危害性评价体系,从而在释放规律与材料选择、实际火灾中人员的逃生过程之间建立起直接联系。     

Pedestrian evacuation at the subway station under fire

With the development of urban rail transit, ensuring the safe evacuation of pedestrians at subway stations has become an important issue in the case of an emergency such as a fire. This paper chooses the platform of line 4 at the Beijing Xuanwumen subway station to study the emergency evacuation process under fire. Based on the established platform, effects of the fire dynamics, different initial pedestrian densities, and positions of fire on evacuation are investigated. According to simulation results, it is found that the fire increases the air temperature and the smoke density, and decreases pedestrians' visibility and walking velocity. Also, there is a critical initial density at the platform if achieving a safe evacuation within the required 6 minutes. Furthermore, different positions of fire set in this paper have little difference on crowd evacuation if the fire is not large enough. The suggestions provided in this paper are helpful for the subway operators to prevent major casualties.     

基于类间方差的MODIS森林火灾火点检测方法

提出一种基于火点与背景的类间方差和烟雾掩膜的红外光谱火点检测算法。该算法的潜在火点判定阈值设为305K,再利用MODIS热红外光谱通道亮温数据的类间方差值将森林火灾火点从背景中区分出来,并对低温闷烧火点采用烟雾掩膜进行识别。应用该算法对福建省和黑龙江地区的林火数据进行探测处理,与传统MODIS火点检测方法比较分析表明,该算法使用简单高效,在不同环境适应性较强,可以更准确地检测到高温明火点和一些低温闷烧火点,降低了火点的误报率和小火点的漏报率,检测效果更理想。     

声波团聚技术发展现状及在火灾消烟应用前景*

声波团聚技术在细颗粒物排放控制领域具有很好的应用前景,最近衍生发展为一种全新的火灾烟雾控制手段。该文对声波团聚技术发展现状进行全面总结,介绍近年的实验和理论研究进展。随后,阐述了声波团聚消烟的基本原理,并以火灾烟雾中占比较大的电缆燃烧烟雾为实验对象,发现声波团聚技术在一分钟后就实现对电缆燃烧烟雾的完全消除,即存在突出团聚效果。该结果验证了该技术在火灾烟雾控制领域的可行性。最后,依托我国城市发展现状,探讨了声波团聚技术在火灾消烟的发展前景。     

基于神经网络的火灾烟雾识别方法

提出了一种基于神经网络的火灾烟雾识别方法，以波长为670nm、1060nm、1550nm的三束激光的三对消光系数比作为网络的输入，网络的输出为“火灾烟雾”和“非火灾因素”，从典型火灾烟雾和非火灾因素对多波长激光的衰减实验中选取数据，组成26种网络样本模式定义表，经391次仿真训练后，输出误差小于0．0001，并经验证实验表明，本方法对火灾烟雾和非火灾因素能进行有效的识别，是处理烟雾识别等非结构问题的一种行之有效的方法。     

双波长抗干扰光电感烟探测机理

基于T矩阵法, 选取双波长入射光, 对火灾烟颗粒与非火灾烟雾颗粒的光散射矩阵进行了详细的数值计算和比较分析. 结果表明, 入射光波长改变时, 烟颗粒光散射矩阵元素的变化明显不同于非火灾烟雾颗粒. 选用双波长脉冲激光入射, 通过检测合适的光散射矩阵元, 结合异或逻辑运算, 可区分火灾烟雾颗粒和非火灾烟雾颗粒, 降低非火灾烟雾颗粒引起的误报.     

Effects of imaging properties on dynamic speckles produced by a set of moving phase screens

Space-time correlation functions have been derived for the time-varying intensities of speckle patterns in image space produced by a series of moving random-phase screens. The time-correlation length, which measures the changing rate of intensity fluctuations, is evaluated from the correlation functions to examine the effects of the imaging properties on the temporal behaviour of the speckles resulting from the multiple scattering. It is shown that the average velocity and velocity dispersion of the phase screens can be measured from the time-correlation length by using imaging systems which have a small and a large point spread at the front focal plane of the systems, respectively. Theoretical results for the relationship between the focal position of the imaging lens and the time-correlation length are also presented.     

北京既有地铁防排烟系统改进措施研究

北京地铁1、2号线由于修建年代较早,防排烟系统与消防设施配备等方面不够完善,需要进行防灾研究.本文通过对北京地铁1、2号线典型车站进行现场调研与试验测试,分析通风防排烟系统现状,找出不符合规范以及需要改进的地方,依据现状评估提出可行的改造建议,利用CFD数值模拟验证改造建议的可行性和考察改造效果,最终达到改造车站防排烟系统使之满足安全要求的目的.