水平開口受限空間火災(zāi)熱煙氣流動研究.pdf

1、建筑物發(fā)生火災(zāi)時,起火房間與外部環(huán)境之間的氣體交換對火災(zāi)發(fā)展具有重要影響,而房間壁面的開口是熱煙氣和冷空氣的交換通道。建筑物的開口通常分為水平開口和豎直開口兩類。人們對于豎直開口房間火災(zāi)研究的比較多,也比較成熟,而對于水平開口的研究非常少。煙氣流過水平開口時不僅有壓力作用還有浮力作用,其復(fù)雜的流動機理有待進一步研究。
　　 本文介紹了目前對水平開口受限空間火災(zāi)的研究現(xiàn)狀,總結(jié)了水平開口受限空間的研究方法。并且給出了豎直開口流動模

2、型及部分水平開口流動模型,指出了兩種開口處流動區(qū)別。影響水平開口處流動的主要因素有:開口處上下方的壓力差,開口處上下方的溫度差和開口的高寬比。本文旨在研究水平開口處的浮力流,不研究壓力差的影響。
　　 本文用FDS場模擬軟件模擬了水平開口處的三種流動情形,一種是用油池火作火源,一種是用加熱器模擬火源,最后一種直接給定上下空間的溫度。第一種情形模擬出水平開口瞬時單向流動,開口處的溫度和流量在一段時間后呈穩(wěn)定振蕩特性,振蕩頻率隨火源

3、熱釋放速率的減小而減小。第二種情況結(jié)果表明開口處只會出現(xiàn)雙向流動,開口處的流量及溫度隨時間振蕩,但振蕩并不穩(wěn)定。第三種情形模擬了水平開口純浮力流動,結(jié)果得出水平開口處的流動是高瞬態(tài)流動且不穩(wěn)定的,開口處的溫度和流量呈間歇性振蕩特性。模擬結(jié)果與前人研究結(jié)果吻合。
　　 本文用兩個小尺寸水平開口箱體對水平開口受限空間火災(zāi)問題進行了實驗研究,箱體分別為長方體箱體和正方體箱體,結(jié)果得出油池火在水平開口箱體內(nèi)燃燒的火焰高度比自由燃燒時稍高

4、,而且會出現(xiàn)一種層狀火焰,與自由燃燒時相比火焰燃燒的時間隨開口的減小而增加。在長方體箱體實驗中,油池在邊角時比在正中時更不易燃燒,但能更好的形成煙氣層,箱體內(nèi)溫度隨高度增加而增加,而正方體箱體內(nèi)溫度卻不隨高度增加而增加,經(jīng)分析可能是由于正方體箱體的封閉性不嚴(yán)導(dǎo)致的。兩組實驗中開口處的溫度都隨時間振蕩,表明開口處煙氣流動的不穩(wěn)定性。
　　 本文研究結(jié)果可以為水平開口受限空間火災(zāi)的研究提供一定的參考,對了解煙氣流過水平開口的特性有實