發(fā)布時間：2024-03-22 01:01

　　為彌補現(xiàn)有火災(zāi)數(shù)值模擬在熱解氣體和氣固邊界耦合方面的不足,將真實燃燒往往包含的多組分熱解氣體直接應(yīng)用于炭化可燃物燃燒模擬過程,提高數(shù)值模擬的預(yù)測精度。首先,針對多組分熱解氣體更新熱解模型、燃燒模型、煙模型、邊界條件等;然后,基于OpenFOAM平臺建立新的求解器—multiFireFOAM進行數(shù)值模擬,并通過熱重、紅外光譜、火蔓延儀(FPA)、錐形量熱儀等儀器進行試驗,從而提供必要的模擬輸入?yún)?shù)和驗證數(shù)據(jù)。結(jié)果表明:新建求解器的模擬結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)取得較好的一致性;對比基于多組分和單組分熱解氣體的錐形量熱儀模擬結(jié)果,雖然多組分比單組分多用時3%,但質(zhì)量損失速率和熱釋放速率模擬精確度顯著提升。

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

圖1炭化可燃物燃燒

多組分熱解氣體的炭化可燃物燃燒過程如圖1所示，文中將主要關(guān)注熱解模型、燃燒模型和煙模型等。1.1基本控制方程

圖2固相熱解動力學(xué)參數(shù)全局敏感性分析

最終得到各參數(shù)敏感性排序，如圖2所示。由圖2可見：依據(jù)敏感性絕對值的閾值0.1和0.2將參數(shù)分為3組：三組分的活化能（其敏感性絕對值均高于0.2）、三組分的指前因子以及纖維素的反應(yīng)級數(shù)和組分比例共5個參數(shù)（其敏感性絕對值介于0.1～0.2）、6個剩余參數(shù)（其敏感性絕對值均低于0.....

圖3模擬工況計算區(qū)域劃分

主要針對FPA試驗和錐形量熱儀試驗采用multiFireFOAM求解器進行數(shù)值模擬，模擬區(qū)域分為固相和氣相2個區(qū)域：固相區(qū)域尺寸為0.1m×0.1m×0.01m，氣相區(qū)域尺寸為0.5m×0.5m×0.5m（網(wǎng)格初始尺寸0.02m×0.02m×0.02m），并....

圖4模擬結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)對比

將錐量試驗得到的質(zhì)量損失速率、熱釋放速率結(jié)果與模擬結(jié)果進行對比（圖4c和圖4d），可以發(fā)現(xiàn)模擬預(yù)測的質(zhì)量損失速率與試驗結(jié)果基本吻合，但熱釋放速率出現(xiàn)偏高的情況，這可能歸因于模擬過程中燃燒效率取值不當(dāng)[12]�？傮w上，該組對比結(jié)果基本證明了文中采用的multiFireFOAM求....

本文編號：3934397