喷淋液滴运动轨迹及有效控制半径的理论模型研究

通过求解单个液滴的动量方程,得到喷淋液滴水平运动速度分量和竖直运动速度分量的理论模型,并在此基础上进一步建立了喷淋有效控制半径的预测模型.实验结果表明,液滴喷出后,其水平运动速度分量很快衰减到零,竖直运动速度分量将渐进于匀速状态.初始喷射角、粒径以及初始速度是影响喷淋液滴运动包络线的决定性因素.初始喷射角越大,液滴的保护半径越大;液滴粒径越大,液滴的保护半径越大;液滴初始速度越大,液滴的保护半径距离越大.当喷头高度高于一定值后,初始速度相同的液滴,其保护半径相同.     

受限空间内水平风作用下热分层流流场结构的POD分析

对不同水平剪切强度下受限空间内热分层流的流场进行了PIV测量.应用特征正交分解(POD)方法分析了受限空间内热分层流的流场结构.结果表明,没有水平强迫气流时,低阶POD模态占总能量的比重较高,表明水平方向的宏观流动为主流运动;水平强迫剪切气流会造成能量向高阶POD模态耗散转移.而且,水平强迫剪切气流造成不同阶数的POD模态中竖向动能与水平方向动能的比值均比没有水平强迫气流时高,表明水平强迫剪切气流降低热分层流的稳定性并促进竖向质量交换.     

喷淋冷却与自然排烟耦合作用下烟气沉降研究

通过理论分析,建立了喷淋冷却与自然排烟耦合作用下火灾烟气层沉降的理论预测模型,并开展了相应的实验,把实验结果作为输入参数代入模型,得到了不同实验条件下烟气层的沉降结果。结果表明,喷淋冷却与自然排烟耦合作用下,烟气沉降速度相差很小;喷淋作用后,烟气层最终沉降高度降低;随着压力的增大,烟气层最终沉降高度相差较小。     

大尺度空间中烟气运动工程分析的多单元区域模拟方法

在大尺度空间中，仍然将整个空间划分上部热烟气层和下部的冷空气层直接进行区域模拟是不合适的。提出了一种将大尺度空间划分若干常规子单元，再在各个子单元中采用上下层区域模拟的方法，并以CFAST4.02为工具，对两种典型的大尺度空间的烟气运动过程进行分析和比较。结果表明，在大尺度空间中，这种多单元区域模拟的方法相比于传统的区域模拟方法具有较好的适用性。     

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采用经典的火羽流模型,预测了2008奥运国家主体育场典型火灾场景下火源上方不同高度处 的烟气温度;结合钢结构在不同温度条件下的强度、弹性模量参数,选取了保守的钢结构极 限环境温度值;综合上述两个方面的结果,确定了2008奥运国家主体育场钢结构中需要开展 消防保护的区域为：观众席座椅区距离座椅的垂直距离小于10.2 m的区域.     

长通道内机械排烟速率对烟气层吸穿影响的数值模拟研究

通过数值模拟,分析了长通道内机械排烟时排烟口下方的流场结构、烟气层温度和厚度,定量描述了烟气层厚度、温度与排烟速率之间的关系.结果表明,排烟速率大到一定程度时会导致烟气层吸穿,使得机械排烟效率降低.     

地下长通道补气口位置对火灾机械排烟效率的影响

在地下长通道内开展了针对一组相对位置不同的补气口—排烟口的排烟效果的全尺寸对比试验。结果表明，在地下长通道内设置的补气口—排烟口在针对发生火灾情况的优化组合上，应尽量遵循“远端补气、近端排烟”的原则。     

长通道内烟气层水平蔓延阶段的质量卷吸速率实验研究

根据卷吸机理不同,可将通道内烟气蔓延过程分为四个不同阶段.通过模拟尺寸实验,测量了烟气层温度、厚度以及典型截面处的烟气流动速度,确定了不同蔓延阶段的起止位置,并重点计算了火羽流撞击顶棚后的径向蔓延阶段以及随后向一维水平蔓延的过渡阶段烟气层分界面处的质量卷吸速率.通过对实验结果的分析,给出了这两个阶段烟气层卷吸速率的经验关系式.     

隧道内纵向风速对火源上方烟气温度影响的试验

在我国西南某省公路隧道内进行了全尺寸火灾模拟试验,对不同纵向风速、不同火源功率下火源上方典型位置的烟气温度值进行了测量和分析,并对测得的典型结果与理论计算值进行对比.结果表明：试验测得的火源上方最高温升值与理论计算值符合得非常好,该理论计算方法可以用于今后的工程计算之中;另外在隧道内纵向风速较大时,火羽流将产生很大倾斜,导致火源上方顶棚附近的烟气温升不大,单纯采用缆式线型感温火灾探测的方式无法对早期隧道火灾进行报警,应该增加基于其他火灾特征量的火灾探测装置.