發(fā)布時(shí)間：2018-10-10 09:51

【摘要】：城市化進(jìn)程不斷加快,出現(xiàn)了越來越多的大型建筑和隧道空間。在外型上,許多建筑都為狹長空間。狹長空間火災(zāi)的發(fā)展受諸多因素的影響,比如燃料、火源尺寸、壁面材料、開口條件及通風(fēng)條件等。因此,開展狹長空間影響火災(zāi)發(fā)展規(guī)律的因素研究有著重要意義。 本文利用小尺度實(shí)驗(yàn)?zāi)M、及數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,研究了狹長空間內(nèi)的火災(zāi)發(fā)展規(guī)律及燃燒特性的變化規(guī)律。通過文獻(xiàn)調(diào)研,分析研究后搭建了小尺寸實(shí)驗(yàn)臺(tái),在此基礎(chǔ)上搭建了小尺寸狹長空間火災(zāi)實(shí)驗(yàn)臺(tái),實(shí)驗(yàn)過程中通過改變不同的邊界條件開展了一系列的實(shí)驗(yàn),測(cè)量了煙氣溫度、濃度和質(zhì)量損失速率,研究不同工況條件下狹長空間火災(zāi)的發(fā)展過程。最后對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,分析研究了各種工況條件下狹長空間火災(zāi)的燃燒特性。 通過實(shí)驗(yàn)?zāi)M,首先研究了準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)條件下開口形態(tài)的影響,正庚烷的無量綱質(zhì)量損失速率隨開口的增大而減小,且服從指數(shù)衰減規(guī)律；另一方面,不同開口大小的無量綱質(zhì)量損失速率變化趨勢(shì)相同,而且無量綱質(zhì)量損失速率隨開口尺寸的增大而減小。其次針對(duì)遠(yuǎn)火源場(chǎng),實(shí)驗(yàn)證實(shí)了溫度的縱向衰減符合指數(shù)關(guān)系,幾種開口大小的遠(yuǎn)火源端縱向溫度衰減因子變化規(guī)律一致,均隨著中性面高度的增加而增大；而且中性面高度相同時(shí),遠(yuǎn)火源端的縱向溫度衰減因子隨開口大小的增大而增大。之后,實(shí)驗(yàn)還證實(shí)了豎向溫度分布屬于高斯型,最高溫度距頂棚的位置隨中性面高度變化趨勢(shì)相同。 利用小尺寸實(shí)驗(yàn)?zāi)M,研究開口位置耦合火源尺寸下的火災(zāi)發(fā)展情況。通過與開放空間Babraluskas經(jīng)驗(yàn)值以及狹長空間0. Megret模型預(yù)測(cè)值的對(duì)比,單位面積的質(zhì)量損失速率在Babraluskas經(jīng)驗(yàn)值的最小值和最大值之間變化,但不是線性增長,而是先減小后增大；實(shí)驗(yàn)值比狹長空間0. Megret模型預(yù)測(cè)值高。針對(duì)狹長空間溫度分布,不同油盤尺寸的無量綱頂棚溫升變化趨勢(shì)相同,服從指數(shù)衰減,而且具有高度的相似性。在遠(yuǎn)火源區(qū),油盤尺寸對(duì)各斷面處無量綱豎向溫升分布規(guī)律影響可以忽略,不同油盤尺寸的各斷面處無量綱溫升均很好的服從高斯分布,并具有很高的相似性。 隨后,通過實(shí)驗(yàn)?zāi)M研究了狹長空間雙火源燃燒特性。研究發(fā)現(xiàn),火源1和火源2不同油盤尺寸對(duì)其質(zhì)量損失速率的影響比較復(fù)雜,整體而言,火源2油盤尺寸小對(duì)火源1的影響較小,油盤尺寸較大時(shí)將抑制火源1的燃燒。遠(yuǎn)火源區(qū)豎向溫度分布具有高度的相似性,服從高斯分布,不隨火源2油盤尺寸的變化而改變。此外,火源1的燃燒充分與否直接影響C0濃度的產(chǎn)量。而對(duì)于延時(shí)點(diǎn)火的實(shí)驗(yàn)研究,火源2延時(shí)點(diǎn)火時(shí)火源1的質(zhì)量損失速率明顯高于未延時(shí)的；相對(duì)于單一火源,延時(shí)點(diǎn)火的質(zhì)量損失速率峰值明顯較小。延時(shí)點(diǎn)火時(shí)C0濃度峰值幾乎相等,相對(duì)于未延時(shí)點(diǎn)火的情況,C0濃度峰值小了一個(gè)量級(jí)。 最后,利用小尺度狹長空間實(shí)驗(yàn)臺(tái)的測(cè)量數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬軟件FDS研究了狹長空間雙火源對(duì)燃燒特性的影響。通過FDS模擬,給出了x-z平面上溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)隨時(shí)間的變化情況,并通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)雙火源作用下,對(duì)于雙火源之間的溫度分布而言,著火后不久燃燒比較充分,此時(shí)FDS模擬產(chǎn)生的煙塵高于實(shí)驗(yàn)值,雙火源之間FDS模擬溫度較高；充分發(fā)展后,燃燒不充分,FDS模擬產(chǎn)生的煙塵低于實(shí)驗(yàn)值,造成了此時(shí)的FDS模擬溫度較低。對(duì)于遠(yuǎn)火源區(qū),FDS模擬溫度普遍低于實(shí)驗(yàn)值。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TU998.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2261322