本文關(guān)鍵詞：豎向電纜燃燒數(shù)值模擬與實驗研究

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【摘要】：電纜是核電廠最普遍的可燃物之一,因此有必要深入研究電纜的燃燒特性等,本文主要基于代數(shù)模型、區(qū)域模型和計算流體學(xué)模型對豎向電纜燃燒進(jìn)行了數(shù)值模擬研究,并與實驗研究進(jìn)行對比。首先,本文將FLASH-CAT(Flame Spread over Horizontal Cable Trays)模型進(jìn)行了改進(jìn),用改進(jìn)模型估計豎向電纜橋架火熱釋放速率,并重點研究了改進(jìn)模型在不同電纜間距的豎向電纜橋架火中的應(yīng)用。為了驗證改進(jìn)模型,我們對三種典型間距下豎向電纜橋架火進(jìn)行了實驗。實驗中記錄了電纜的質(zhì)量損失,并通過計算得到了質(zhì)量損失速率和電纜火焰長度。從實驗結(jié)果看,電纜間距加劇了電纜燃燒,加快了火焰蔓延。通過比較發(fā)現(xiàn),改進(jìn)模型預(yù)測的結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)吻合較好。同時,結(jié)果表明僅通過調(diào)節(jié)火焰蔓延速度,改進(jìn)模型便能夠預(yù)測不同間距下豎向電纜橋架火之間的區(qū)別。其次,電纜的可靠性對于核電安全至關(guān)重要,而電纜表面溫度是電纜失效時間判定的重要參數(shù)。區(qū)域模型是經(jīng)常用于核電火災(zāi)安全評估的模型,其預(yù)測電纜表面溫度的子模型將電纜簡化為單一材料的柱形,忽略了電纜芯的熱特性對電纜表面溫度的影響。本文針對火災(zāi)條件下的電纜表面溫度,考慮電纜芯的材料熱特性,提出改進(jìn)的電纜溫度預(yù)測一維熱傳導(dǎo)模型。選取核電站火災(zāi)評估模型國際合作項目(ICPMP)標(biāo)準(zhǔn)實驗5的火災(zāi)工況,對模型進(jìn)行驗證。研究表明：基于改進(jìn)電纜溫度預(yù)測模型的區(qū)域模型得到的電纜溫度預(yù)測值更高,更接近實驗值,其中電力電纜改進(jìn)模型溫升相對誤差較原始模型降低7.4%～10%,控制電纜改進(jìn)模型溫升相對誤差較原始模型降低1.8%-2.9%。最后,本文利用計算流體力學(xué)模型對電纜間距為8mm的豎向電纜橋架火進(jìn)行了數(shù)值模擬,并與實驗進(jìn)行對比,發(fā)現(xiàn)場模型模擬的熱釋放速率曲線與實驗相差較大,但是總質(zhì)量損失與實驗較為接近。
【關(guān)鍵詞】：核電廠火災(zāi) 豎向電纜橋架 電纜失效時間 電纜溫度表面預(yù)測模型 代數(shù)模型 區(qū)域模模型 場模型
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM623;TM24
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 緒論12-24
• 1.1 研究背景12-14
• 1.2 研究現(xiàn)狀14-20
• 1.2.1 實驗研究15-18
• 1.2.2 電纜火實驗尺寸之間的相關(guān)性研究18-19
• 1.2.3 數(shù)值模擬研究19-20
• 1.3 研究內(nèi)容20-21
• 1.4 章節(jié)結(jié)構(gòu)安排21-24
• 第二章 火災(zāi)數(shù)值模擬模型24-34
• 2.1 代數(shù)模型24
• 2.2 區(qū)域模型24-29
• 2.2.1 雙區(qū)域模型控制方程推導(dǎo)24-25
• 2.2.2 CFAST中使用的控制方程25-26
• 2.2.3 模型中源項處理26-29
• 2.3 流體動力學(xué)模型29-34
• 2.3.1 質(zhì)量和組分輸運(yùn)29-31
• 2.3.2 低馬赫數(shù)假設(shè)31
• 2.3.3 動量輸運(yùn)31-32
• 2.3.4 燃燒和輻射32-34
• 第三章 增強(qiáng)豎向電纜橋架火災(zāi)危害性評價模型及實驗驗證34-44
• 3.1 引言34-35
• 3.2 改進(jìn)的FLASH-CAT模型35-36
• 3.3 豎向電纜火實驗36-39
• 3.3.1 實驗方法36-38
• 3.3.2 實驗結(jié)果與討論38-39
• 3.4 實驗結(jié)果與預(yù)測結(jié)果對比39-41
• 3.5 誤差分析41-43
• 3.6 本章小結(jié)43-44
• 第四章 核電廠電纜溫度預(yù)測改進(jìn)模型44-56
• 4.1 引言44-45
• 4.2 電纜溫度預(yù)測模型45-46
• 4.3 模擬與討論46-53
• 4.3.1 模型設(shè)置46-48
• 4.3.2 結(jié)果與討論48-53
• 4.4 結(jié)論53-56
• 第五章 豎向電纜燃燒FDS數(shù)值模擬56-62
• 5.1 引言56
• 5.2 開放空間內(nèi)豎向電纜火實驗56
• 5.3 FDS數(shù)值模擬模型設(shè)置56-59
• 5.4 結(jié)果討論與分析59-60
• 5.5 結(jié)論60-62
• 第六章 結(jié)論與展望62-64
• 6.1 主要結(jié)論62
• 6.2 創(chuàng)新點62-63
• 6.3 展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 致謝68-70
• 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的研究成果70

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 石偉峰;;進(jìn)一步做好防止電纜著火延燃工作[J];華東電力;1990年01期

2 孫楊，，呂鋒;電纜防火技術(shù)的探索與研究[J];華北電力技術(shù);1996年07期

3 徐淑敏;;淺談電纜防火材料的應(yīng)用[J];電氣工程應(yīng)用;1998年04期

4 李勇;;淺談水力發(fā)電企業(yè)安全管理——以電纜防火工作為例[J];管理觀察;2013年33期

5 喬殿順,羅佳全,劉瑞平;防火電纜與電纜防火[J];供用電;2000年06期

6 薛長林;;電纜防火新技術(shù)的應(yīng)用[J];上海電力;2000年03期

7 侯明生;電纜防火應(yīng)注意的重點問題[J];電力安全技術(shù);2001年06期

8 侯明生;電纜防火的重點要求[J];四川電力技術(shù);2001年04期

9 程道彬;馮軍;;我國電纜防火技術(shù)現(xiàn)狀及展望[J];電氣工程應(yīng)用;2001年04期

10 周海鵬;電纜防火分析及措施[J];西北水電;2003年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 王競江;;電廠電纜防火阻火墻設(shè)置方式探討[A];“建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會——節(jié)能、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展”研討會論文集[C];2006年

2 王立民;;淺談電纜的防火措施與改進(jìn)[A];全國火電600MW級機(jī)組協(xié)作網(wǎng)第七屆年會論文集[C];2003年

3 李克堅;;環(huán)保型寬帶網(wǎng)絡(luò)電纜的應(yīng)用及要求[A];中國通信學(xué)會2009年光纜電纜學(xué)術(shù)年會論文集[C];2009年

4 劉雪亮;;淺析電纜火災(zāi)原因及防火對策[A];2013年6月建筑科技與管理學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2013年

5 梁雋鳴;葉伯穎;;變電站電纜防火措施的探討[A];廣東省電機(jī)工程學(xué)會2003-2004年度優(yōu)秀論文集[C];2005年

6 李曉康;杜文鋒;徐志勝;;電纜防火涂料阻火有效性試驗及數(shù)值模擬研究[A];2011中國消防協(xié)會科學(xué)技術(shù)年會論文集[C];2011年

7 余銀輝;孫煒;;嶺澳一期核電站電纜 共模點防火安全分析[A];2010’第五屆綠色財富（中國）論壇會刊[C];2010年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙勇;川電公司召開電纜防火工作會[N];西南電力報;2000年

2 王希財;永榮電廠電纜防火技術(shù)成績斐然[N];經(jīng)理日報;2008年

3 Molex企業(yè)布線網(wǎng)絡(luò)部;分析電纜安全等級[N];計算機(jī)世界;2004年

4 記者 呂錦繡　通訊員 孫占功;濟(jì)南電纜穿上“防火衣”[N];國家電網(wǎng)報;2010年

5 Avaya公司 楊奇;電纜外皮的特性分析[N];計算機(jī)世界;2002年

6 葉振;電纜夾層電纜防火設(shè)計與施工[N];中國電力報;2002年

7 ;線纜安全等級[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2004年

8 何沛;電力電纜防火五招[N];中華建筑報;2002年

9 特約記者 佟景春;鏗鏘玫瑰紅勝火[N];東北電力報;2009年

10 何沛;淺談電力電纜防火技術(shù)[N];中國電力報;2002年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 付強(qiáng);典型電纜燃燒性能研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2012年

2 楊玲;低煙聚氯乙烯和阻燃硅橡膠電纜材料的制備與性能研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2006年

3 王鶴荀;船舶電纜絕緣老化規(guī)律及快速檢測方法研究[D];大連海事大學(xué);2014年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 李璐;豎向電纜燃燒數(shù)值模擬與實驗研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

2 羅睿;發(fā)電廠電纜防火監(jiān)測系統(tǒng)的研制[D];清華大學(xué);2004年

3 隆輝;分布式溫度傳感技術(shù)在電纜溫度監(jiān)測中的應(yīng)用研究[D];電子科技大學(xué);2010年

4 亢旭紅;某醫(yī)學(xué)院科教樓照明系統(tǒng)及電纜的設(shè)計與研究[D];長安大學(xué);2013年

本文編號：885216