火災(zāi)煙霧顆粒粒徑分布的測量與計算模擬.pdf

1、煙霧顆粒粒徑分布和濃度的動態(tài)變化是影響感煙火災(zāi)探測器響應(yīng)的關(guān)鍵參數(shù),是影響火災(zāi)中有毒氣體承載與傳播的重要因素。高大空間環(huán)境下,煙顆粒粒徑與質(zhì)量的增長制約煙霧的沉降與上升高度,進(jìn)而影響高層感煙探測系統(tǒng)的設(shè)計和有效性。煙顆粒粒徑分布受凝并等因素影響而不斷變化。
　　本文應(yīng)用掃描電遷移粒徑譜儀(SMPS),在線測量四種國家標(biāo)準(zhǔn)試驗火和三種歐洲標(biāo)準(zhǔn)火,記錄并分析煙顆粒粒徑分布、幾何平均粒徑和總顆粒數(shù)濃度隨時間的變化?；馂?zāi)煙顆?；拘∮?μ

2、m,粒徑分布呈雙模態(tài),符合對數(shù)正態(tài)分布,煙顆粒濃度峰隨燃燒狀態(tài)變化,且隨時間向右移動,幾何平均粒徑增大,分布展寬。TF6試驗火顆粒小于400nm,且呈自保持狀態(tài),其余明火煙顆粒大于陰燃和熱解煙顆粒。煙顆粒凝并速率是燃燒狀態(tài)參量的函數(shù)?；馂?zāi)中,凝并是影響煙顆粒粒徑變化的主要因素。
　　本文簡化煙顆粒粒徑分布動力方程,應(yīng)用Moment方法求解煙顆粒凝團(tuán)的布朗凝并方程,在Baum和Farouk等人考慮常凝并速率時對煙顆粒濃度變化模擬的基

3、礎(chǔ)上,聯(lián)合火災(zāi)動力學(xué)模擬(FDS),在已知燃燒熱釋放速率和初始煙顆粒分布參數(shù)時,得到火災(zāi)煙顆粒粒徑分布參數(shù)動態(tài)變化的FDS-Moment模擬解,及隨燃燒煙氣動力粘性系數(shù)、溫度和濃度的變凝并速率函數(shù)。 應(yīng)用FDS-Moment方法計算SH3試驗火和SH4試驗火的煙霧顆粒粒徑分布參數(shù)變化,煙顆粒數(shù)總濃度的變化與衰減趨勢與實驗結(jié)果接近,比不考慮凝并和Baum&Farouk的常凝并速率的結(jié)果更符合實際燃燒結(jié)果。模擬煙顆粒幾何平均粒徑和對數(shù)方差在