本文關(guān)鍵詞：多路并聯(lián)熱釋放速率測(cè)試系統(tǒng)的研究　出處：《天津商業(yè)大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：近年來,隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及人們物質(zhì)生活水平的提高,火災(zāi)發(fā)生的頻率也在逐漸升高,火災(zāi)在給人身財(cái)產(chǎn)安全造成巨大傷害的同時(shí),也給經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來嚴(yán)重?fù)p失�；馂�(zāi)科學(xué)的研究對(duì)于預(yù)防火災(zāi)的發(fā)生以及減少火災(zāi)中財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡具有重大作用,其中火災(zāi)熱釋放速率是火災(zāi)研究和消防工程設(shè)計(jì)中最為重要的參數(shù),具有重要意義。本文基于熱釋放速率的耗氧法測(cè)試原理,在鐵路隧道救援站實(shí)驗(yàn)臺(tái)的基礎(chǔ)上建立了多路并聯(lián)的熱釋放速率測(cè)試系統(tǒng),在此測(cè)試系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了一系列標(biāo)準(zhǔn)燃燒物火災(zāi)實(shí)驗(yàn)和模擬列車火災(zāi)實(shí)驗(yàn),并且使用數(shù)值模擬的方法研究了煙氣外溢以及排煙道內(nèi)風(fēng)速不同步對(duì)熱釋放速率測(cè)試結(jié)果的影響。本文首先分析了熱釋放速率的耗氧法測(cè)試原理,并且在理論上分析了多路并聯(lián)測(cè)試方式的可行性,為本文奠定了理論基礎(chǔ)。在此理論基礎(chǔ)上,本文利用鐵路隧道救援站全尺寸物理模型,搭建了兩路并聯(lián)的熱釋放速率測(cè)試系統(tǒng),其測(cè)試系統(tǒng)包括排煙系統(tǒng)和煙氣測(cè)試系統(tǒng):排煙系統(tǒng)包括燃燒室、集煙罩、兩路并聯(lián)的排煙管道、整流柵、排煙風(fēng)機(jī)以及排煙風(fēng)機(jī)的變頻控制系統(tǒng)等;在煙氣測(cè)試系統(tǒng)中,本文對(duì)比分析了氧化鋯傳感器和順磁式氧分析儀的測(cè)試結(jié)果,研究表明,順磁式氧分析儀和氧化鋯傳感器都可以用于O2濃度的測(cè)量,順磁式氧分析儀的精度和響應(yīng)速度優(yōu)于氧化鋯傳感器,在對(duì)測(cè)量結(jié)果精度要求不高的場(chǎng)合,可以使用氧化鋯傳感器代替順磁式氧分析儀。同時(shí),本文還使用力控組態(tài)軟件對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。本文利用標(biāo)準(zhǔn)燃燒物進(jìn)行火災(zāi)實(shí)驗(yàn),對(duì)多路并聯(lián)熱釋放速率測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè),研究了系統(tǒng)的相對(duì)誤差和重復(fù)性。其次,本文還利用模擬列車車廂進(jìn)行火災(zāi)實(shí)驗(yàn),研究了開口系統(tǒng)與半開口系統(tǒng)對(duì)火災(zāi)發(fā)展的影響。研究表明,可燃物在半開口系統(tǒng)內(nèi)燃燒時(shí),受半開口系統(tǒng)空間的影響,會(huì)使燃燒產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)排出系統(tǒng),從而加強(qiáng)對(duì)可燃物的熱反饋?zhàn)饔?加速可燃物熱解的過程,從而使燃燒過程更加劇烈,導(dǎo)致熱釋放速率峰值、火災(zāi)增長(zhǎng)速率、輻射熱流量、煙氣中CO2濃度等因素大于開口系統(tǒng);同時(shí),由于熱量不能很好地傳遞出車廂,從而導(dǎo)致救援站實(shí)驗(yàn)臺(tái)內(nèi)火源正上方溫度以及排煙道測(cè)量段溫度低于開口系統(tǒng)火災(zāi)。最后,本文使用FDS火災(zāi)動(dòng)力學(xué)模擬軟件,模擬計(jì)算了煙氣外溢以及排煙道內(nèi)風(fēng)速不同步對(duì)熱釋放速率測(cè)試結(jié)果的影響,從而從數(shù)值計(jì)算方面驗(yàn)證了多路并聯(lián)測(cè)試系統(tǒng)的可行性。研究結(jié)果表明,煙氣溢出系統(tǒng)會(huì)對(duì)熱釋放速率測(cè)量結(jié)果造成影響。首先,煙氣外溢會(huì)使熱釋放速率耗氧法測(cè)試結(jié)果小于燃料實(shí)際燃燒的熱釋放速率,漏煙量越大,系統(tǒng)測(cè)到的熱釋放速率峰值越小;其次,相對(duì)于可燃物的實(shí)際燃燒過程,耗氧法測(cè)試方法會(huì)使測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)一定程度的滯后,排煙道內(nèi)風(fēng)速越小,漏煙量越大,測(cè)量結(jié)果的也就越滯后。本文的創(chuàng)新點(diǎn)主要在于提出了基于耗氧法的多路并聯(lián)熱釋放速率測(cè)試方法,并結(jié)合鐵路隧道救援站實(shí)驗(yàn)臺(tái),建立了多路并聯(lián)熱釋放速率測(cè)試系統(tǒng),采用兩路并聯(lián)的形式,可以將該系統(tǒng)用于大尺度火災(zāi)和列車火災(zāi)熱釋放速率實(shí)驗(yàn)研究;采用數(shù)值模擬的方法研究了煙氣外溢、排煙道內(nèi)風(fēng)速不同步等問題對(duì)熱釋放速率測(cè)試結(jié)果的影響。由于研究時(shí)間有限,本文只針對(duì)多路并聯(lián)熱釋放速率測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行了部分實(shí)驗(yàn),在后期的研究中,可以將火源種類擴(kuò)展,豐富實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并且開發(fā)多種多路并聯(lián)形式,對(duì)本系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化,研究多路并聯(lián)熱釋放速率在多種場(chǎng)合的應(yīng)用;另外,開發(fā)既成本低廉又精度高的O2濃度測(cè)試方式也是重要的研究方向。
【學(xué)位授予單位】：天津商業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U298.4;U458

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本文編號(hào)：1323377