某仓库火灾实验与数值模拟对比
基于FDS的某危化品仓库火灾风险数值模拟
基于FDS的某危化品仓库火灾风险数值模拟
王俊
【期刊名称】《消防界》
【年(卷),期】2016(000)004
【摘要】本文利用FDS对某危化品仓库火灾进行数值模拟,研究火灾增长过程、烟气蔓延规律,并分析探讨高温灼伤、一氧化碳中毒、缺氧窒息对人员伤亡的影响。
结果表明,火灾在42s时热释放速率最高;热烟气层温度在119s时达到峰值;起火点附近的区域,高温灼伤是引起人员伤亡的主要因素;远离起火点的区域,CO中毒更易引起人员伤亡。
【总页数】3页(P30-32)
【作者】王俊
【作者单位】中国人民武装警察部队学院研究生部二队
【正文语种】中文
【中图分类】TU998.1
【相关文献】
1.基于AHP方法对危化品仓库供应商选取的研究 [J], 胡秀梅; 王波
2.危化品事故应急救援能力提升方法研究——基于天津港"8 • 12"瑞海公司危险品仓库特别重大火灾爆炸事故教训 [J], 李雷雷;朱红青;丁晓文;王洪胜;牛东升
3.基于熵权物元法的危化品仓库风险等级评价 [J], 付小千;赵宸豫;胡肖
4.基于LabVIEW的危化品仓库的安全监测系统设计 [J], 赵云峰;张嘉琪
5.基于WBS-RBS的危化品物流仓库安全分析 [J], 付小千;李孝斌;杨永斌
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
棉花仓库火灾蔓延影响因素数值模拟研究
第４０卷㊀第３期２０１８年６月武汉理工大学学报(信息与管理工程版)ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＷＵＴ(ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ＆ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ)Ｖｏｌ.４０Ｎｏ.３Ｊｕｎｅ２０１８文章编号:２０９５－３８５２(２０１８)０３－０２６０－０５文献标志码:Ａ棉花仓库火灾蔓延影响因素数值模拟研究尹肖莹１ꎬ许㊀强２ꎬ赵江平１(１.西安建筑科技大学材料与矿资学院ꎬ陕西西安７１００５５ꎻ２.中交一航局第四工程有限公司ꎬ天津３００４５６)摘㊀要:通过火灾模拟软件ＰｙｒｏＳｉｍ建立棉花仓库火灾燃烧模型ꎬ研究棉花仓库中不同火源位置和棉垛间不同间距对仓库内火灾蔓延情况的影响ꎮ数值模拟结果显示ꎬ当火灾发生在拐角处时ꎬ火灾不易发生蔓延ꎻ当火灾发生在棉垛中间位置时ꎬ间距３ｍ的棉垛在１００ｓ内就可以被点燃ꎬ火灾能够迅速在仓库内蔓延ꎬ并且在６００ｓ左右发生轰燃ꎬ棉垛之间的走廊处和门口的开口处温度升高较快ꎮ在５５０ｓ左右顶部烟气达到１.５ｍ高度ꎬ将会阻挡救援人员视线ꎬ因此在此情况下灭火的最佳时间应当在５５０ｓ以内ꎮ当棉垛间距为３.５ｍ时ꎬ火灾没有发生蔓延ꎬ因此棉垛之间的安全间距应当设置为３.５ｍꎮ关键词:棉花仓库ꎻ着火位置ꎻ间距ꎻ数值模拟中图分类号:Ｘ９３２㊀㊀㊀㊀ＤＯＩ:１０.３９６３/ｊ.ｉｓｓｎ.２０９５－３８５２.２０１８.０３.００４收稿日期:２０１７－１２－０２.作者简介:尹肖莹(１９８９－)ꎬ女ꎬ河南濮阳人ꎬ西安建筑科技大学材料与矿资学院硕士研究生ꎬ主要研究方向为安全工程.㊀㊀棉花是关系我国国计民生的重要战略物资ꎬ也是仅次于粮食的第二大农作物ꎬ是我国农村的重要经济作物ꎬ棉花产业在国民经济中也占有重要地位[１]ꎮ然而棉花仓库的消防安全问题十分严峻ꎬ棉花仓库火灾事故时有发生ꎬ如２０１２年１２月ꎬ上海浦东一棉花仓库起火ꎬ５ｈ后才被扑灭ꎬ现场存放棉花１５００ｔꎬ过火面积约２５０ｍ２ꎮ２０１５年９月ꎬ常州一工厂内的棉花仓库发生火灾ꎬ仓库被烧塌ꎬ过火面积约３００ｍ２ꎮ目前国内外的有关研究主要局限于棉花本身燃烧性能的研究ꎬ而从宏观角度研究棉花仓库火灾蔓延影响因素的较少ꎮＨＡＧＥＮ等[２]研究了不同热通量对棉花阴燃的影响ꎬ并通过实验研究了棉花密度对棉花阴燃的影响ꎬ最早提出棉花燃点随着密度的增加而降低ꎬ且随着密度的增大ꎬ燃点趋向于一个固定值ꎻ通过实验最先得出棉花密度在１００ｋｇ/ｍ３时燃点为３０１ħ~３０５ħꎬ棉花密度在７５０ｋｇ/ｍ３时燃点约为２７５ħ[３]ꎮ夏恩亮[４]针对辐射强度和含水率对棉花燃烧特性影响进行了实验研究ꎬ提出不同含水率棉花发生阴燃和明火燃烧的最低辐射强度ꎻ实验还分别测得了棉花阴燃和明火燃烧的引燃时间㊁热释放速率㊁质量损失速率以及ＣＯ和ＣＯ２生成率ꎮ包任烈等[５]对不同温度㊁不同湿度状态的棉花进行自燃温度测定和差热－热重分析ꎬ得出棉花的自燃温度为２６０ħ~２８０ħꎮ笔者在前人实验数据和研究结论的基础上ꎬ运用ＰｙｒｏＳｉｍ火灾模拟软件ꎬ从棉花仓库的不同着火位置着手ꎬ选取拐角处着火和仓库内着火这两个典型的位置ꎬ研究不同着火位置㊁不同防火间距对仓库内棉花火灾蔓延的影响ꎬ以期为棉花仓库火灾的预防和灭火提供依据ꎮ１㊀棉花仓库火灾模型１.１㊀棉花仓库及火灾场景某储备棉仓库规格为:长６０ｍꎬ宽３０.２ｍꎬ高８ｍꎬ其中包括两个大棉花垛和４个小棉花垛ꎬ棉垛之间的间距为３ｍꎬ每个棉垛均由一个个棉花包堆积而成ꎬ每个棉花包均按照标准«棉花包装»(ＧＢ６９７５－２０１３)中棉包Ⅰ的尺寸ꎬ基本尺寸为:长１.４ｍꎬ宽０.５３ｍꎬ高０.７ｍꎬ每个棉包平均重２２５ｋｇ[６]ꎮ棉花的压缩密度约为４２６.６８ｋｇ/ｍ３ꎬ棉花比热为１.４ｋＪ/(ｋｇ Ｋ)ꎬ导热率为０.０３Ｗ/(ｍ Ｋ)ꎬ棉花的燃烧热为１.７３ˑ１０３ｋＪ/ｋｇꎮ大棉花垛的尺寸为:长２１ｍꎬ宽１０.６ｍꎬ高６.３ｍꎮ小棉花垛的尺寸为:长１４ｍꎬ宽１０.６ｍꎬ高６.３ｍꎮ东西两侧各设置一个仓库大门ꎬ大门宽５ｍꎬ高３ｍꎮ南北侧墙上各设置两组窗户ꎬ窗户尺寸为:宽５ｍꎬ高０.８ｍꎬ距地面高度为４ｍꎮ仓库平面示意图如图１所示ꎮ图１㊀仓库平面示意图为研究不同着火位置及棉垛间距对棉花仓库内火灾燃烧的影响ꎬ设置３种火灾燃烧工况:①工况一ꎬ棉垛间距均为３ｍꎬ着火点在仓库拐角处ꎻ②工况二ꎬ棉垛间距为３ｍꎬ着火点在仓库中间位置ꎻ③工况三ꎬ棉垛间距为３.５ｍꎬ着火点在仓库中间位置ꎮ在火源位置及各窗口㊁大门位置从下到上每隔２ｍ高度设置热电偶(１.５ｍ~７.５ｍ)ꎬ用来测量各个位置处温度随时间的变化情况ꎮ在仓库纵向走廊部分ꎬ沿纵向方向每隔６ｍ设置１个测点ꎬ共９个测点ꎬ竖直方向每隔３ｍ设置１个测点ꎬ共３个测点ꎬ用来测量各位置处温度随时间的变化ꎮ在仓库竖直位置Ｚ＝７ｍ处ꎬ设置温度切片观察仓库内该位置处温度的变化ꎮ１.２㊀边界条件的确定１.２.１㊀温度由于棉花吸湿性较强ꎬ因此仓库内需要保持相对稳定的温度ꎬ通常情况下ꎬ仓库内不存在明显的因温度引起的气流运动ꎬ故设定室内初始温度为２３ħ且保持恒定ꎬ不考虑温度对室内气流组织的影响ꎮ１.２.２㊀通风口设置笔者在研究仓库火灾燃烧过程中ꎬ默认大门及窗口均处于开启状态ꎬ烟气和室外空气可以自由通过大门和窗口ꎬ不考虑外界风速从大门和窗口处吹入影响火灾燃烧的情况[７]ꎮ１.２.３㊀火源位置、尺寸及火源功率两个火源的位置分别为棉花仓库的拐角处和棉花仓库中间处ꎬ火源尺寸为１ｍˑ１ｍꎬ考虑到最不利的情况ꎬ设置火源为稳定火源ꎬ功率为４ＭＷ[８]ꎮ１.２.４㊀网格划分网格的划分对计算结果的正确性影响很大ꎬ划分过粗则容易影响计算结果的精确性ꎬ划分过细则会花费较多的计算时间ꎮ由于棉花仓库尺寸较大ꎬ考虑到棉花仓库结构简单㊁布置均匀且燃烧物质单一ꎬ此处采用均匀网格ꎬ网格的大小设置为０.５ｍꎬ略小于棉垛最小尺寸０.５３ｍꎬ可以保证计算的精确性ꎮ２㊀数值模拟结果分析２.１㊀棉花仓库内着火位置对火灾的影响通过数值模拟结果可以发现ꎬ当棉花仓库在拐角处发生燃烧时ꎬ棉花仓库在９００ｓ内没有发生火焰的大规模扩散现象[９]ꎬ工况一的火灾热释放速率曲线如图２所示ꎬ可以看出火焰在明火燃烧后的第１００ｓ时达到最大热释放速率ꎬ从初始的４ＭＷ功率增长至最大值１０ＭＷ左右ꎬ随后火焰热释放速率降低并维持在５ＭＷꎮ工况一的燃烧速率曲线如图３所示ꎬ可以看出燃烧速率最大值为０.５５ｋｇ/ｓꎬ稳定燃烧时基本保持在０.３ｋｇ/ｓꎮ工况一高度７ｍ处的横向截面温度云图如图４所示ꎬ可以看出仓库内温度最高的时间大概为燃烧后１５０ｓ左右ꎬ此时其余棉垛的表面温度最大值在１４０ħꎬ达不到棉垛明火燃烧的温度ꎮ火源位置不同高度温度曲线如图５所示ꎬ可以看出火源位置最高温度达到４５０ħꎬ随着棉垛表层的碳化ꎬ各测点温度迅速下降ꎬ并保持在１５０ħ左右ꎮ根据ＨＡＧＥＮ等对不同棉花压缩密度的燃点实验分析可知ꎬ棉花密度为１００ｋｇ/ｍ３时的燃点约为３０１ħ~３０５ħꎬ棉花密度为７５０ｋｇ/ｍ３时的燃点约为２７５ħꎬ而在一定范围内棉花的燃点与压缩密度成反比ꎮ根据国家标准ꎬ棉花仓库内的标准压缩密度为４２６.６８ｋｇ/ｍ３ꎬ由此可以判断ꎬ此时棉垛的阴燃温度应该在２７５ħ~３０１ħ之间ꎮ从高度７ｍ处温度云图和火源位置不同高度的温度曲线来看ꎬ棉花仓库周围棉垛的温度保持在１５０ħ左右ꎬ没有达到临界燃点ꎮ因此ꎬ周围棉垛没有发生燃烧ꎬ此时仓库内火灾没有进一步扩散ꎬ数值模拟的结果和实验结果相吻合ꎮ图２㊀工况一热释放速率曲线１６２第４０卷㊀第３期尹肖莹ꎬ等:棉花仓库火灾蔓延影响因素数值模拟研究图３㊀工况一燃烧速率曲线图４㊀工况一高度７ｍ处温度云图图５㊀工况一火源位置不同高度温度曲线在火灾的燃烧过程中通常根据平均温度的变化而将燃烧过程划分为５个阶段ꎬ分别是起火阶段㊁火势增长阶段㊁轰燃阶段㊁充分发展阶段和火势衰减阶段[１０]ꎮ当着火位置在棉花仓库中间位置时ꎬ距离火源３ｍ的对面棉垛很快被点燃并且迅速扩散ꎬ火灾的发展明显分为４个阶段(模拟时间内不考虑衰减阶段)ꎬ第一阶段为火焰的起火阶段ꎬ此阶段火源的热释放速率从０ＭＷ迅速增加到１５０ＭＷꎬ燃烧速率从０ｋｇ/ｓ迅速增加到１２ｋｇ/ｓꎻ第二阶段为火势增长阶段ꎬ此时热释放速率和燃烧速率均有所降低ꎬ分别保持在７５ＭＷ和５ｋｇ/ｓꎻ第三阶段为轰燃阶段ꎬ最大热释放速率和火焰燃烧速率分别增长到２５０ＭＷ和３５ｋｇ/ｓꎻ第四阶段为充分发展阶段ꎬ此时火灾进入大范围稳定燃烧阶段ꎬ此阶段火灾保持着较高的热释放速率和燃烧速度ꎬ如图６和图７所示ꎮ由于发生火灾时热气流上升ꎬ仓库顶部的温度上升最快ꎬ因图６㊀工况二热释放速率曲线图７㊀工况二燃烧速率曲线此在距离顶部最近的７ｍ高度的平面设置温度切片ꎬ通过温度云图的变化观察仓库内温度的分布情况ꎬ４个阶段的温度云图如图８所示ꎬ可以看出在火灾发展初期ꎬ火源处的对面棉垛温度很快达到３００ħ以上ꎬ随之迅速向周围蔓延ꎬ随着着火范围的逐渐扩大ꎬ燃烧产生的温度也迅速增加ꎬ引燃周围棉垛的温度已经达到５００ħ以上ꎮ随着火焰的不断蔓延ꎬ距离火源位置最远端的棉花垛也逐渐被点燃ꎬ火势进一步增大ꎬ仓库内温度始终保持在５００ħ以上ꎬ其中在窗口和走廊位置温度更是接近１０００ħ的高温ꎬ火灾逐渐进入全面发展阶段ꎮ㊀㊀工况二各窗口测点的温度曲线如图９所示ꎬ可以看出各窗口测点的温度增长趋势和火灾热释放速率曲线基本一致ꎬ均出现两次较大的增长ꎬ尤其是第二次温度的急剧上升ꎬ使得所有测点的温度保持在６００ħ以上的高温ꎮ陈爱平等[１１]将火焰从开口向外喷射且顶棚以下１０ｍｍ处的热气层温度达到６００ħ作为轰燃临界条件ꎬ因此可以认为在６００ｓ时仓库里发生了轰燃现象ꎮ然而ꎬ各个位置上发生轰燃的时间却不相同ꎬ位置越高时ꎬ由于受火羽流和顶棚射流的影响ꎬ温度增加较快ꎬ更容易在短时间内发生轰燃现象ꎮ在火灾发生１００ｓ和６００ｓ时进入棉花仓库是很危险的ꎬ此时正是火灾迅速发生的强盛时期ꎮ不同高度温度２６２武汉理工大学学报(信息与管理工程版)２０１８年６月图８㊀工况二高度７ｍ处火灾发展四阶段的温度云图图９㊀工况二各窗口测点温度曲线变化不同ꎬ测点越高的位置温度升高越快ꎬ较低位置的测点在火灾初期温度变化不大ꎬ在５５０ｓ左右时出现温度的迅速增长ꎬ说明此时受顶棚射流的影响ꎬ顶部的大量烟气携带热量已经开始进入仓库大约１.５ｍ高度的范围ꎬ此时烟气携带大量的热量和有毒有害气体开始对人体产生巨大危害ꎬ人员视线受阻ꎬ增加了火灾救援的难度ꎮ２.２㊀棉花仓库棉垛间距对火灾发展的影响工况三将对面棉垛与着火点的位置增加到３.５ｍ[１２]ꎬ数值模拟的结果如图１０~图１２所示ꎮ可以看出ꎬ当着火间距增加０.５ｍ时ꎬ火焰的最大热释放速率为１５ＭＷꎬ为间距３ｍ时的６％ꎬ燃烧速率最大值约为０.９ｋｇ/ｓꎬ仅为间距３ｍ时的２.５％ꎬ可见增加０.５ｍ的间距对棉花仓库火灾的３６２第４０卷㊀第３期尹肖莹ꎬ等:棉花仓库火灾蔓延影响因素数值模拟研究图１０㊀工况三热释放速率曲线图１１㊀工况三燃烧速率曲线图１２㊀工况三高度７ｍ处温度云图发展起到了明显的抑制效果ꎮ从高度７ｍ处的平面温度云图还可以看出ꎬ当火源热释放速率最大时对应周围棉垛的表面温度最大值为１７０ħꎬ没有达到棉花着火所需要的温度ꎮ此时仅能够刚刚点燃对面棉垛ꎬ但是没有足够的温度引起棉垛大范围燃烧ꎬ火焰没有扩散ꎮ３ 结论笔者对某储备棉仓库不同着火位置及不同防火间距情况下火灾燃烧情况进行数值模拟ꎬ并对模拟结果进行分析ꎬ得出以下主要结论:(１)在工况一中ꎬ当火灾发生在拐角处ꎬ火源最高温度达到４５０ħꎬ然而由于火灾初期着火位置的棉垛发生碳化ꎬ一定程度上阻碍了棉垛的进一步燃烧ꎬ当温度下降到１５０ħ时ꎬ由火源产生的热辐射已不能够引燃其他棉垛ꎬ因此不易发生较大范围的燃烧ꎬ此类火灾若在早期发现ꎬ则很容易扑灭ꎮ(２)在工况二中ꎬ当火灾发生在仓库中间位置ꎬ此时危险性较大ꎬ火灾的发展存在两个明显的升温时间节点ꎬ分别为１００ｓ和６００ｓꎮ着火源能够在１００ｓ左右点燃距离３ｍ的棉垛并且火灾能够迅速蔓延ꎬ在６００ｓ左右仓库内将发生轰燃ꎬ最高温度将达到１０００ħ左右ꎬ因此在棉花仓库火灾救援时应当避免在这两个时间节点进入仓库ꎮ在５５０ｓ左右时ꎬ仓库内顶部烟气携带大量有害气体开始从顶棚位置下降到１.５ｍ高度位置ꎬ大大增加了火灾救援的危险性ꎬ因此ꎬ火灾最佳救援时间应当在５５０ｓ之前ꎮ(３)在工况二中ꎬ棉垛与棉垛之间的走廊处和大门口的开口处温度升高更快ꎬ这是由于这些位置的气流组织相对流动性好ꎬ氧气更容易得到补充ꎬ充足的氧气加剧了燃烧ꎮ所以ꎬ在进行灭火扑救时ꎬ首先尽量避免进入走廊位置ꎬ其次在走廊位置可以设置水喷淋来抑制火灾发展ꎮ(４)在工况三中ꎬ增加０.５ｍ的间距能够大大降低火灾蔓延的风险ꎬ火灾热释放速率和燃烧速率的最大值分别降低了９４％和９７.５％ꎬ可见棉垛之间的间距对仓库火灾发展影响很大ꎬ棉花仓库棉垛之间的安全距离应当设置为３.５ｍꎮ参考文献:[１]㊀于建芝.我国棉花产业发展对策研究[Ｄ].镇江:江苏大学ꎬ２００７.[２]㊀ＨＡＧＥＮＢＣꎬＦＲＥＴＴＥＶꎬＫＬＥＰＰＥＧꎬｅｔａｌ.Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｈｅａｔｆｌｕｘｓｃｅｎａｒｉｏｓｏｎｓｍｏｌｄｅｒｉｎｇｉｎｃｏｔｔｏｎ[Ｊ].ＦｉｒｅＳａｆｅｔｙＪｏｕｒｎａｌꎬ２０１３ꎬ６１(４):１４０－１５９.[３]㊀ＨＡＧＥＮＢＣꎬＦＲＥＴＴＥＶꎬＫＬＥＰＰＥＧꎬｅｔａｌ.Ｏｎｓｅｔｏｆｓｍｏｌｄｅｒｉｎｇｉｎｃｏｔｔｏｎ:ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｄｅｎｓｉｔｙ[Ｊ].ＦｉｒｅＳａｆｅｔｙＪｏｕｒｎａｌꎬ２０１１ꎬ４６(３):７０－８０.[４]㊀夏恩亮.辐射强度和含水率对棉花燃烧特性影响实验研究[Ｄ].合肥:中国科学技术大学ꎬ２０１３.[５]㊀包任烈ꎬ张永丰ꎬ顾海昕.棉花自燃风险性的热分析研究[Ｊ].消防科学与技术ꎬ２０１２ꎬ３１(１):１００－１０２.[６]㊀全国量和单位标准化技术委员会.棉花包装:ＧＢ６９７５－２０１３[Ｓ].北京:中国标准出版社ꎬ２０１３:１－４.(下转第２８８页)[６]㊀ＣＲＵＺＣＯꎬＲＵＩＣＭ.Ｆｌｅｘｉｂｌｅｃｏｎｔｒａｃｔｓｔｏｃｏｐｅｗｉｔｈｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙｉｎｐｕｂｌｉｃ－ｐｒｉｖａｔｅｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐｓ[Ｊ].Ｉｎｔｅｒ￣ｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｒｏｊｅｃｔＭａｎａｇｅｍｅｎｔꎬ２０１３ꎬ３１(３):４７３－４８３.[７]㊀ＮＵＮＬＥＥＭＰ.Ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｏｆｉｎｔｒａ－ｃｈａｎｎｅｌｏｐｐｏｒｔｕｎ￣ｉｓｍｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｕｓｅｏｆｉｎｔｅｒ－ｃｈａｎｎｅｒｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ[Ｊ]ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＭａｒｋｅｔｉｎｇＭａｎａｇｅｍｅｎｔꎬ２００５ꎬ３４(５):５１５－５２５.[８]㊀黄敏镁.基于演化博弈的供应链协同产品开发合作机制研究[Ｊ].中国管理科学ꎬ２０１０ꎬ１８(６):１５５－１６２. [９]㊀胡继灵ꎬ陈荣秋.供应链中的信息不对称与机会主义[Ｊ].武汉理工大学学报(信息与管理工程版)ꎬ２００４ꎬ２６(６):２６２－２６４.[１０]㊀ＦＲＩＥＤＭＡＮＤ.Ｏｎｅｃｏｎｏｍｉｃａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｅｖｏｌｕ￣ｔｉｏｎａｒｙｇａｍｅｔｈｅｏｒｙ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙＥｃｏ￣ｎｏｍｉｃｓꎬ１９９８ꎬ８(１):１５－４３.ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＣｏｐｉｎｇＳｔｒａｔｅｇｉｅｓｏｆＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＴｅａｍｓᶄＯｐｐｏｒｔｕｎｉｓｔｉｃＢｅｈａｖｉｏｒｓＢａｓｅｄｏｎＥｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙＧａｍｅＴｈｅｏｒｙＤＯＮＧＨｏｎｇｌｉｎＡｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｅｏｐｐｏｒｔｕｎｉｓｔｉｃｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｔｅａｍｓｌｅｄｔｏｑｕａｌｉｔｙａｃｃｉｄｅｎｔｓｈａｖｅｏｃｃｕｒｒｅｄ.Ｔｏｄｅａｌｉｔꎬｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｂｕｉｌｄｏｎｅ－ｔｉｍｅｅｍｐｌｏｙｍｅｎｔａｎｄｓｔａｂｌｅｈｉｒｉｎｇｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙｇａｍｅｍｏｄｅ.Ｔｈｅｓｔｕｄｙｆｏｕｎｄｔｈａｔｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｏｎｅ－ｔｉｍｅｅｍｐｌｏｙｍｅｎｔꎬｔｈｅｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｕｎｉｔｃａｎｏｎｌｙｒｅｄｕｃｅｔｈｅｓｕｃｃｅｓｓｒａｔｅｏｆｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｔｅａｍｓᶄｏｐｐｏｒｔｕｎｉｓｔｉｃｂｅ￣ｈａｖｉｏｒ.Ｉｎｔｈｅｃａｓｅｏｆｓｔａｂｌｅｅｍｐｌｏｙｍｅｎｔꎬｔｈｅｓｔａｂｌｅｅｍｐｌｏｙｍｅｎｔｂｅｎｅｆｉｔｂｅｃｏｍｅｓｔｈｅｋｅｙｅｌｅｍｅｎｔꎬａｎｄｔｈｅｏｐｐｏｒｔｕｎｉｓｔｉｃｂｅｈａｖｉｏｒｃａｎｂｅｔｒｕｌｙｅｌｉｍｉｎａｔｅｄ.Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｂｏｖｅｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓꎬｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓａｒｅｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｔｏｄｅａｌｗｉｔｈｔｈｅｏｐｐｏｒｔｕｎｉｓｔｉｃｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｔｅａｍ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｔｅａｍｓꎻｏｐｐｏｒｔｕｎｉｓｍｂｅｈａｖｉｏｒｓꎻｏｎｅ－ｔｉｍｅｅｍｐｌｏｙｍｅｎｔꎻｓｔａｂｌｅｈｉｒｉｎｇꎻｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙｇａｍｅｔｈｅｏｒｙＤｏｎｇＨｏｎｇｌｉｎ:ＰｏｓｔｇｒａｄｕａｔｅꎻＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＭａｎａｇｅｍｅｎｔꎬＨｏｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＮａｎｊｉｎｇ２１１１００ꎬＣｈｉｎａ.(上接第２６４页)[７]㊀昝文鑫ꎬ朱庆国.通风因子对火灾热释放速率影响的数值模拟[Ｊ].消防理论研究ꎬ２０１４ꎬ３３(８):８５３－８５６. [８]㊀上海市建设和管理委员会.建筑防排烟技术规程:ＤＧＪ０８－１９８８－２００６[Ｓ].北京:中国标准出版社２００６:６－７.[９]㊀程远平ꎬ陈亮ꎬ张孟军.火灾过程中火源热释放速率模型及其实验预测方法[Ｊ].火灾科学ꎬ２００２ꎬ１１(２):７０－７４.[１０]㊀ＢＪＯＲＮＫꎬＪＡＭＥＳＧＱ.Ｅｎｃｌｏｓｕｒｅｆｉｒｅｄｙｎａｍｉｃｓ[Ｍ].ＮｅｗＹｏｒｋ:ＣＲＣＰｒｅｓｓꎬ２０００:３０－３１. [１１]㊀陈爱平ꎬ乔纳森 弗朗西斯.室内轰燃预测方法研究[Ｊ].爆炸与冲击ꎬ２００３ꎬ２３(４):３６８－３６９. [１２]㊀刘涛ꎬ杨培中ꎬ谈迅ꎬ等.某仓库火灾实验与数值模拟对比[Ｊ].消防理论研究ꎬ２０１０ꎬ２９(２):９１－９５.ＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＩｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇＦａｃｔｏｒｓｏｆＦｉｒｅＳｐｒｅａｄｉｎＣｏｔｔｏｎＷａｒｅｈｏｕｓｅＹＩＮＸｉａｏｙｉｎｇꎬＸＵＱｉａｎｇꎬＺＨＡＯＪｉａｎｇｐｉｎｇＡｂｓｔｒａｃｔ:ＡｆｉｒｅｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｍｏｄｅｌｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｂｙｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅＰｙｒｏＳｉｍｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｐａｃｅｓａｎｄｔｈｅｆｉｒｅｐｏｓｉｔｉｏｎｏｎｔｈｅｆｉｒｅｓｐｒｅａｄｉｎｇｉｎｔｈｅｃｏｔｔｏｎｗａｒｅｈｏｕｓｅ.Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓꎬｉｔｉｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅｆｉｒｅｉｓｎｏｔｅａｓｙｔｏｓｐｒｅａｄｗｈｅｎｔｈｅｆｉｒｅｏｃｃｕｒｓｉｎｔｈｅｃｏｒｎｅｒ.Ｈｏｗｅｖｅｒꎬｔｈｅｃｏｔｔｏｎｗｈｉｃｈｈａｓｉｎｔｅｒｖａｌｏｆ３ｍｅｔｅｒｓｏｆｆｔｈｅｆｉｒｅｃａｎｂｅｉｇｎｉｔｅｄｉｎ１００ｓｅｃｏｎｄｓａｎｄｔｈｅｆｉｒｅｓｐｒｅａｄｑｕｉｃｋｌｙｉｎｔｈｅｗａｒｅｈｏｕｓｅｗｈｅｎｔｈｅｆｉｒｅｏｃｃｕｒｓｉｎｔｈｅｍｉｄｄｌｅｐｏｓｉｔｉｏｎ.Ａｆｌａｓｈｏｖｅｒｃａｎｂｅｐｒｏｄｕｃｅｄａｔｔｈｅｔｉｍｅｏｆ６００ｓｅｃｏｎｄｓ.Ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｃｏｒｒｉｄｏｒａｎｄｔｈｅｇａｔｅｉｎｃｒｅａｓｅｓｆａｓｔｅｒｔｈａｎａｎｙｏｔｈｅｒｐｌａｃｅｓ.Ａｔ５５０ｓｅｃｏｎｄｓｏｒｓｏꎬｔｈｅｔｏｐｏｆｔｈｅｓｍｏｋｅｗｉｌｌｒｅａｃｈａｈｅｉｇｈｔｏｆ１.５ｍｅｔｅｒｓｗｈｉｃｈｗｉｌｌｂｌｏｃｋｔｈｅｓｉｇｈｔｏｆｒｅｓｃｕｅｐｅｒｓｏｎ￣ｎｅｌ.Ｔｈｅｂｅｓｔｔｉｍｅｔｏｅｘｔｉｎｇｕｉｓｈｔｈｅｆｉｒｅｓｈｏｕｌｄｂｅｗｉｔｈｉｎ５５０ｓｅｃｏｎｄｓ.Ｗｈｅｎｔｈｅｃｏｔｔｏｎｓｐａｃｅｉｓｅｎｌａｒｇｅｄｔｏ３.５ｍｅｔｅｒｓꎬｔｈｅｆｉｒｅｓｐｒｅａｄｉｎｇｗｉｌｌｎｏｔｈａｐｐｅｎ.Ｓｏｔｈｅｓａｆｅｔｙｄｉｓｔａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｃｏｔｔｏｎｓｓｈｏｕｌｄｂｅ３.５ｍｅｔｅｒｓ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｃｏｔｔｏｎｗａｒｅｈｏｕｓｅꎻｆｉｒｅｌｏｃａｔｉｏｎꎻｄｉｓｔａｎｃｅꎻｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎＹＩＮＸｉａｏｙｉｎｇ:ＰｏｓｔｇｒａｄｕａｔｅꎻＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＭｉｎｅｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓꎬＸｉᶄａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏ￣ｇｙꎬＸｉᶄａｎ７１００５５ꎬＣｈｉｎａ.。
直线运动下移动火源燃烧实验和数值模拟
直线运动下移动火源燃烧实验和数值模拟楼波;丁利;龙新峰;邱平;徐毅【摘要】为了研究直线运动下移动火源的燃烧特性,对风洞中做直线运动的蜡烛火焰在不同工况下的燃烧进行了实验,并运用Fluent软件进行数值模拟对比分析.研究结果表明:当移动火源与空气的相对速度为0.44 m/s时,风作用和车作用2种不同情况下火焰都向同一个方向偏转,但火焰形态差异较大,前者火焰短而宽,后者火焰细而长,且后者燃烧温度更高.绝对静止燃烧和相对静止燃烧时,前者火焰呈左右对称图形,后者火焰向火源运动的反方向偏转,后者燃烧温度更高.因此,移动火源与静止火源燃烧有区别,不能利用相对运动的概念来分析移动火源燃烧.【期刊名称】《中南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(044)003【总页数】6页(P1240-1245)【关键词】移动火源;动网格;相对速度;火焰燃烧;数值模拟【作者】楼波;丁利;龙新峰;邱平;徐毅【作者单位】华南理工大学电力学院,广东省绿色能源技术重点实验室,广东广州,510640;华南理工大学电力学院,广东省绿色能源技术重点实验室,广东广州,510640;华南理工大学化学与化工学院,广东广州,510640;华南理工大学化学与化工学院,广东广州,510640;华南理工大学电力学院,广东省绿色能源技术重点实验室,广东广州,510640【正文语种】中文【中图分类】TK413.2;V231.2移动火源是指着火时火源点处于运动状态，例如高速行驶的列车着火。
20世纪80年代以来，国际上对湍流燃烧模拟的研究主要集中于静止火源燃烧[1−4]，而对移动火源的研究较少。
目前，一些学者已开展了涉及到移动火源的一些工作，如Lewis等[5]通过旋转一个封闭长管，在管中产生一个离心力场，并测量管中预混气体的火焰传播速度，得出了火焰传播速度与离心力之间的关系；吴晋湘等[6−10]研究了体积力场对预混火焰面形状的影响，分析了离心力和科氏力对火焰结构、燃烧过程及燃烧不稳定性的影响，并重点研究了离心力或复合向心加速度对火焰传播、熄灭等燃烧物性影响；郗艳红等[11]研究了在隧道内行驶的地铁列车火灾的安全速度，得到了着火列车在隧道内行驶的最佳速度，但这些研究都没有单独提出移动火源的概念。
火灾风险评估的数值模拟及其应用
火灾风险评估的数值模拟及其应用火灾是一种常见的灾害，不仅会给人们的生活和财产带来巨大的损失，还会对城市和环境产生影响。
为了防范和控制火灾，需要对火灾进行风险评估，以便对火灾的发生概率和损失范围进行预测和预防。
数值模拟技术是一种有效的火灾风险评估方法，其应用范围广泛，效果显著，为火灾风险评估提供了有力的支持和保障。
一、数值模拟技术介绍数值模拟技术是一种通过计算机模拟物理规律的方法，将实际物理过程进行数值计算，预测和分析其变化规律的科学技术。
利用数学方法对物理规律进行建模，通过有限元、边界元、有限差分等数值方法将模型转化为计算机可以处理的数值问题，进而进行计算和分析。
数值模拟技术具有计算速度快、模型精度高、实验成本低等优点，可以模拟和预测很多实验无法进行或难以进行的实际问题。
二、火灾风险评估的数值模拟方法在火灾风险评估中，数值模拟技术可以通过对火灾发生的概率、火场温度分布、烟气扩散、火势蔓延等关键因素进行模拟和预测，提供火灾风险评估的重要依据。
其具体方法如下：1.建立火灾数学模型首先需要根据火灾情况和评估对象的特点，设计和建立数学模型，将火场的温度、烟气、火焰等物理量进行建模，得到数学关系式。
2.确定边界条件和物理参数在建立数学模型后，需要确定火场模拟的边界条件和物理参数，包括起火源的位置、火场的形状、建筑物和装修材料的热力学参数、气态物质性质等。
3.选择数值方法进行计算在确定边界条件和物理参数后，需要选择适当的数值方法进行计算，将数学模型转化成计算机可以处理的数值问题。
如常用的数值方法有有限元、有限差分、边界元等。
4.模拟和分析火场过程通过数值模拟，模拟和分析火场温度分布、烟气扩散、火势蔓延模式、热辐射等关键因素的变化规律，得出火灾风险评估的结论。
三、数值模拟技术在火灾风险评估中的应用数值模拟技术在火灾风险评估中的应用非常广泛，主要包括：1.确定建筑物的消防等级利用数值模拟技术可以预测建筑物火灾的扩散和影响范围，确定建筑物的消防等级和消防设备标准，为消防设计提供参考。
火灾现场实验
火灾现场实验火灾现场实验是一种非常重要的实验方法，用于研究火灾的发生原因、认识火灾特点，获取火灾信息并探究适合的灭火方法和防火策略。
本文将详细介绍火灾现场实验的意义、分类、方法和应用。
一、意义火灾现场实验是从火灾现场采集数据、研究火灾的重要手段。
通过火灾现场实验，我们可以了解火源产生的原因、火灾蔓延的规律、火势发展的特点等一系列信息，可以为消防部门提供有益的参考和依据，为预防和控制火灾提供科学支撑。
二、分类火灾现场实验可以按照实验的目的和对象分类为以下三类：1. 室内火灾现场实验。
此类实验适用于针对室内环境的防火和灭火技术研究，实验对象一般为一般民用建筑、公共建筑等。
2. 室外火灾现场实验。
此类实验适用于对室外环境进行防火和灭火技术研究，实验对象一般是地面一般物质、田地草木、建筑物外墙、屋顶等。
3. 实际火灾现场实验。
此类实验适用于在实际火灾现场进行数据采集和有目的的研究，实验对象为实际火警中的物质、火场和人员。
三、方法火灾现场实验分为前置实验、数值模拟实验、实际火灾现场实验。
1. 前置实验前置实验是通过模拟比较出不同灭火设备灭火效果的实验。
通常在大型实验室中，使用灾害模拟器、发动机等装置进行灾害模拟实验。
灭火设备在模拟实验中进行灭火，通过比较不同设备的效果，选择出最适合的灭火设备和材料。
2. 数值模拟实验数值模拟实验就是在计算机上模拟火场。
研究人员调整一些参数，观察火场的变化，以达到验证火灾发生规律和测试灭火工效果等目的。
数值模拟实验在一定程度上能够取代实际火灾现场实验，节省了时间和消防救援成本。
3. 实际火灾现场实验实际火灾现场实验即在真实火灾发生的现场进行实验。
实验研究人员利用高精度设备记录火场燃烧情况，以利于对灭火工艺的验证和标准化。
四、应用火灾现场实验有着广泛的应用，涉及危化品、工程施工安全、建筑防火等领域。
正因为应用广泛，消防救援人员、防火工作者等需要掌握火灾现场实验技能。
以下则列出火灾现场实验的应用领域：1. 确定最佳火焰高度通过火灾现场实验寻找火焰的高度和范围，以及火场的形态，从而确定最佳火焰高度。
某仓库火灾事故的调查认定与预防分析
MESH 区 域 为 18.5 m × 20.8 m ×.2m，网 格 尺 寸 大 小 为
0.26 m×0.26 m×0.26 m，共计网格 138 240 个。
4.1.4 工况设置
为研究不同火源位置、不同通风条件及不同喷淋条件
对火灾发展及烟气的影响，设置 7 种不同工况，见表 4。
表 4 不同工况条件设置
作用半径/m 喷洒角度
0.05 （30̊，80̊）
4.1.3 网格设置
应用无量纲参数D* δx来估算网格尺寸，网格尺寸一般
在 D*/4 和 D*/16 之间 ，D*表示特征火源直径 ，δx表示网格
的边长。其中 ，计算 D*的公式见式（2）。
2
D*
=
æ çç è
Q ρ0cpT0
ö5
g
÷÷ ø
(2)
式中 ：Q 为火源热释放功率 ，取值为 20 000 kW；ρ0为环境
为 了 研 究 不 同 火 源 位 置 对 火 灾 发 展 和 烟 气 的 影 响 ，根
据仓库内部所存放的货物 ，结合《建筑防烟排烟系统技术 标准》规定 ，选取热释放速率 Q 为 20 MW，火灾增长系数 为 0.044，火源面积为 0.5 m×0.5 m。利用式（1）计算得到 火灾增长时间 t 为 674.2 s。 4.1.2 其他参数设置
空气密度，取值为 1.293 kg/m3；cp为环境空气的比热容，取
值为 1.004 kJ/（kg·K）；T0为环境温度，取值为 293 K；g 为
重力加速度，取值为 9.8 m/s2。
经过计算得到D*的值为 1.623 674。
综 上 ，将 所 研 究 的 仓 库 的 物 理 模 型 进 行 网 格A 仓库
贮木场楞堆燃烧的数值模拟
（１）水力模化：利用水或水溶液作为流动介质，来分析研究烟气等流体的流动特性。
例如：盐水实验方法。
水力模化实验通常满足几何相似与单值性相似条件，常用的示踪方法有氢气泡法、乳化剂法、染色剂法、粉末示踪法等。
（２）冷态气动模化：利用空气或者是其它介质来近似模拟热烟气的流动特性。
不仅可以采用发烟方法、微泡沫法等示踪方法来观测，也可以采用传感器、摄像机、热线风速仪等实验仪器来获得数据，进一步分析研究。
（３）热态模化：是模化气流中存在温度梯度分布时的模化方式。
对于燃烧过程的模化，涉及化学反应，测量方法复杂。
２０００年４月和７月在英国和美国召开的“ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＦｏｒｕｍＷｏｒｋｓｈｏｐＯｎＦｉｒｅＥ蟛ｎｅｃ血旷已经将温度、速度、辐射热通量、热释放率和组分浓度等参数确定为火灾科学研究中必须通过实验测量来获取的主要参数。
因而热态模化需要测量火灾过程中的速度场、温度场、烟气粒子场、火源释热率、辐射热通量、组分浓度场、火焰蔓延速度等。
此外，有的科研课题还需要利用先进的光学技术和声学技术，例如：激光测速仪、热成像仪、微粒造影示踪技术、光学全息技术、光谱分析仪、声谱分析等技术来获取实验数据。
对于烟气成分和烟气毒性的研究常常需要进行热烟气取样，并且保证取样不失真。
直接针对燃烧过程的研究，需要应用高温测试技术与相应的冷却系统。
为了正确应用上述模化实验方法来研究楞堆火灾现象，必须分析和研究楞堆火灾各个过程中的相似模化规律，弄清相似模型的适用条件和范围，以便在设计相似模化实验时能够建立合理的火灾相似模型。
首先必须要找出定量描述相似关系的相似准则数。
也就是需要对描述火灾过程的控制方程组进行相似分析与变换，建立合理的相似准则关系式并且确定其适用范围。
３．３实验研究背景本文的实验研究采用了由卞伟博士设计建造的相似模型。
这次楞堆燃烧模型实验不仅是森林防火火灾实验的重要补充和完善，同时也包含了独具创新性的，独立的火灾实验研究。
数值模拟对起火点处物体燃烧特性研究的作用
数值模拟对起火点处物体燃烧特性研究的作用
汪珂吉;周妍静;何伟;周德闯
【期刊名称】《消防科学与技术》
【年(卷),期】2014(000)011
【摘要】利用FDS对一起商住合用房火灾事故进行火灾数值模拟重构,通过模拟得出不同热释放速率增长速率下高斯热通量、辐射热通量等参数和烧损情况,与实际火灾场景烟熏痕迹和烧损情况进行对比,证明数值模拟的合理性,对起火点处引起火灾的起火物的燃烧特性进行更好的调查分析.并且通过模拟不同热释放增长速率下氧气浓度、二氧化碳和一氧化碳的变化,对人员死亡原因进行分析.
【总页数】4页(P1354-1357)
【作者】汪珂吉;周妍静;何伟;周德闯
【作者单位】岳阳市消防支队,湖南岳阳414000;株洲市消防支队,湖南株洲412000;九江市消防支队,江西九江332000;中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室,安徽合肥230027
【正文语种】中文
【中图分类】X928.7;TU998.12
【相关文献】
1.低层标模典型点处风压分布的CFD数值模拟研究 [J], 赵豆豆;杨丽;李亚楠
2.根据物体被烧轻重程度判定起火点 [J], ;
3.V字形图痕对起火点的认定作用 [J], 邵学民;
4.屋架倒塌方向对砖木结构建筑火灾起火点的指明作用 [J], 梁志宏;
5.导线起火和燃烧特性研究进展 [J], 文虎;赵向涛;王伟峰;田晴;和健
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
计算机数值模拟在火灾分析中的运用
计算机数值模拟在火灾分析中的运用所谓火灾现场计算机模拟就是应用流体力学、燃烧学、热力学等数学模式，在转换成程式语言之后，辅以电脑来模拟计算火灾的发展趋势、延烧行为、烟流扩散等在火灾现场可能发生的各种情况，并通过模拟结果去评估该设计火灾对人员的安全以及建筑结构等各方面的影响。
场模拟是利用计算机求解火灾过程中状态参数的空间分布及其随时间变化的模拟方式。
其中的“场”是指各种状态参数，如速度、温度、各组分浓度等的空间分布。
场模拟的理论依据是自然界普遍成立的质量守恒、动量守恒、能量守恒以及化学反应定律等。
火灾在发生、发展过程中的状态参数变化也都遵循着这些定律。
场模拟虽然可以计算给出火灾过程的细节，但它对计算机运算能力的要求很高，火灾分过程理论模型的要求限制了其使用范围。
本文使用的版本为FDS5.2。
美国国家标准局NSI（American National Standards Institute）在2000年2月公开发表的一套火灾现场模拟软体，该软体的着重在于烟流与热传递的现象，软件采用大涡模拟的方法来处理火灾过程中烟气的流场，对于模拟火场的流场速度与温度场温度分布趋势有80﹪～90﹪的准确度，具有较好的模拟精度。
由于该软体大都是依小型的火场实际和小型的火场实验数据交叉比对所发展出来的，所以，相对于本文所设定的小场景火灾具有较好的模拟精准度。
但是，对于一些相对大型的火灾场景，其所求得的各项火场资料误差性也可能会比较大。
下面，就以一个实际火灾案例的计算机模拟来说明来火灾现场计算机模拟在火灾分析中的运用，以期达到抛砖引玉的作用。
1 火灾基本情况2005年3月17日凌晨4时30分左右，永安市五一路X号楼8号店面发生火灾。
火灾发生前，8号店面内当时有吴XX、黄XX夫妇以及他们的女儿吴X 娜和儿子吴X灿都住在该店面的夹层（阁楼）上。
当天凌晨3点整，吴XX带儿子在阁楼小便（用塑料桶当尿桶，塑料桶放置在阁楼上），当时店内无任何异常情况。
多层厂房火灾蔓延的数值模拟与控制
多层厂房火灾蔓延的数值模拟与控制多层厂房火灾蔓延的数值模拟与控制一、引言火灾是工业生产中常见的安全事故，特别是多层厂房中的火灾蔓延更具挑战性和危险性。
为了保障员工安全和企业财产的完整，有效的火灾隐患排查及整改措施势在必行。
本文将介绍企业在火灾隐患排查及整改方面的工作实践和思考，并提出切实有效的消防安全整改措施。
二、火灾隐患排查步骤1. 制定整改计划：在排查前，企业需要制定整改计划，明确整改的目标和时间节点，并安排专业的消防人员负责整改工作的统筹和协调。
2. 火灾隐患排查及记录：通过消防安全检查表对企业内部可能存在的火灾隐患进行全面排查，并记录问题的具体情况、位置和隐患等级等重要信息。
3. 分析隐患原因：针对不同的隐患，企业需要进行详细的原因分析，找出问题的根源，为制定针对性的整改措施提供依据。
4. 制定整改措施：根据隐患的性质和原因，企业需要制定相应的整改措施。
这些措施应该具备可操作性和可靠性，保障整改的有效性。
5. 整改期限和责任分配：为确保整改工作的顺利进行，企业需要给出明确的整改期限，并对不同部门和个人分配具体的责任，确保整改工作的落实和跟踪。
三、火灾隐患整改措施1. 消除明火与火源：消防安全排查中，首要任务是消除明火和火源。
企业应禁止临时通电和存放易燃物品，在生产区内设置防爆电气设备，采用电线槽或者金属管进行线路布线，定期对所有电线电缆进行绝缘电阻测试。
2. 加强消防设施建设：企业需要按照国家标准，合理设置消防疏散通道和消防设施，如灭火器、喷淋系统、烟雾报警器等。
保持消防设施的完好性，定期进行检测和维修。
3. 培训员工消防知识：提高员工对火灾应急的认知和应对能力非常重要。
企业应定期组织消防演练和培训，让员工了解逃生路线、灭火器使用方法等基本知识。
4. 加强火灾监控与报警系统：安装火灾监控与报警系统是有效预防和控制火灾的重要手段。
企业应根据厂房的特点合理布置火灾监控与报警设备，并保持其正常运行。
储油罐火灾事故数值模拟与理论计算的对比
‘ ｇ 哪 ’ （
＋ ∑ Ｖ
（ ｌ ｐ Ｄ１ Ｖ ｒ １ ） 式中：
池火的总热值 ；
夹角 ；
Ｄ一池火 直径 ；
卜 温度 ； 导 热 系数 ， ｗ／ （ ｍ・ Ｋ） 。
三 一 受热 物体 与 火焰 中心 点 的直线 距离 ；
热辐射通量取决于火焰温度、 厚度 、 火焰中辐射
动性 、 带 电性 、 毒性等危险特性【 ｌ １ 。 储油罐火灾具有 粒子浓度 以及火焰和被辐射物质 的几何学关系。 对 由于点源模 燃烧速度快 、 火焰温度高 ， 辐射热强 、 油品易流动扩 于热辐射通量的理论计算公式有很多 ， Ｓ ｈ ｏ ｋ ｉ ． Ｂ ｅ ｙ ｌ ｅ ｒ 模型已长时间为业 内使用［ １ ， 因此 ， 散形成大面积火灾 、 原油和重质油易沸溢 、 爆炸危险 型 、
２ １
表 １热 辐 射 通 量 模 型 计 算 公 式
主要 参数 点源 模 型 Ｓ ｈ ｏ ｋ ｉ — Ｂ ｅ ｙ ｌ ｅ ｒ 模 型
式中 ：
热 辐射 通量
ｇ Ｅ ｃ ｏ ｓ ０
ｑ ＝
２
ｇ ＿ ＿ 重力 加 速度 ；
＿ 『 。 ＿外部施加的力矢量；
黏 性 力张量 ；
由上文可知 ， 两种数学模型计算都较为繁琐 ， 无
—
单位空间内第ｉ 种组分的质量产生的速率 ； 气体状态常数。
法 满 足 事 故 救 援 时快 速计 算 的要 求 ， 因此 本 文 针对 某一 特 定 直 径 储 油 罐 火灾 ， 得 出 热 辐射 通 量 与 储 罐 距 离 的拟 合公 式 。
ｐ 一压力。
热 释放 速率
＝ ｆ ０ ． ２ １ — ０ ． ０ ０ ３ ４ Ｄ ） Ｑ
火灾调查的数值模拟研究
火灾调查的数值模拟研究发布时间：2021-06-16T10:48:01.397Z 来源：《城市建设》2021年6月作者：杨晓勇[导读] 在快速发展的社会中，社会火灾事故率呈逐步上升的趋势，需要科学合理、有效的火灾调查工作。
在实际火灾调查过程中，可以合理地运用数值模拟技术更好地分析火灾情况，更好地进行火灾调查，使火灾得到满足，从而在实际火灾调查过程中获得更加理想的结果。
张掖市消防救援支队支队长杨晓勇摘要：在快速发展的社会中，社会火灾事故率呈逐步上升的趋势，需要科学合理、有效的火灾调查工作。
在实际火灾调查过程中，可以合理地运用数值模拟技术更好地分析火灾情况，更好地进行火灾调查，使火灾得到满足，从而在实际火灾调查过程中获得更加理想的结果。
本文对数值模拟技术在火灾调查中的应用进行了详细的分析探讨。
关键词：火灾调查，数值模拟，研究引言随着现代科学技术的不断进步，新技术和新方法的应用范围越来越广，并在社会的各个行业和领域中发挥着重要的价值。
在目前的火灾调查工作中，逐渐采用各种现代技术手段和方法，其中之一就是数值模拟技术，可以用来模拟火灾的具体情况。
然后对火灾的情况进行分析，不仅能够让火灾调查工作获得预期的效果，而且可以提高火灾调查人员的工作效率。
一、当前火灾数值模拟技术中比较常用的火灾数学模型在当前的火灾调查工作过程中，可以通过使用计算机技术来实现与火灾过程相关的数据的模拟，并建立可以复制火灾现场的火灾数据模型，从而了解实际火灾情况。
在火灾调查过程中，对火灾发生过程进行数值模拟是非常关键的补充性材料，对火灾过程进行的计算机数值模拟，具有周期短、经济性低的特点，可以促进比较实验的发展，属于消防研究领域，是一种新的有效手段。
在火灾调查过程中，可以使用计算机数值模拟技术更好地解决难题。
最直接的表示是对火灾发生和发展过程的模拟，能够分析火灾的起火点和造成人员伤亡的原因。
数值模拟技术的关键就是火灾的数学模型，在对同一火灾过程进行模拟式时，运用不同的火灾数学模型可以让算结果更加的准确。
数值模拟技术在火灾调查中的应用探讨
数值模拟技术在火灾调查中的应用探讨随着科技的不断发展，数值模拟技术得到了广泛的应用和迅速的发展。
在安全领域中，数值模拟技术也开始被用于火灾调查中。
本文将探讨数值模拟技术在火灾调查中的应用，并分析其优缺点。
1. 数值模拟技术在火灾调查中的应用数值模拟技术在火灾调查中的应用主要有以下几个方面：（1）火灾现场再现通过数值模拟技术，可以将火灾现场再现出来，包括火源、燃料、空气流动、烟气排放等各个方面。
这样，调查人员就可以从模拟数据中了解火灾起火原因、发展过程和燃烧特点等信息。
（2）火灾防控措施验证在进行火灾调查时，需要对火灾现场的防控措施进行验证。
通过数值模拟技术，可以模拟出防控措施的效果，比如烟雾探测器、自动喷水灭火系统、疏散通道等，从而判断是否达到了预期的效果。
如果没有达到预期效果，则需要对防控措施进行相应的调整和改进。
（3）证据提供在火灾调查中，必须提供可靠的证据来证明火灾的原因和责任。
数值模拟技术可以提供模拟数据，作为证据进行分析和判断。
这样，可以为司法机关、保险公司和企业提供科学的证据支持。
2. 数值模拟技术在火灾调查中的优缺点（1）优点a. 神经网络技术可以将数据进行拟合，使得数据具有预测性和可靠性。
b. 数值模拟技术可以进行模拟，从而实现火灾现场的再现，以便于调查人员观察和分析，提取火灾信息。
c. 数值模拟技术可以基于限制条件进行验证，从而为防控措施的设立提供数据支持。
（2）缺点a. 数值模拟技术的数据来源需要保证数据的准确性和完整性。
b. 数值模拟技术需要具有高计算能力的计算机，并且需要进行多次模拟，以便于得到结果。
c. 数值模拟技术的结果是基于模拟得到的数据，与实际情况可能会存在一定的偏差，导致分析的准确性不高。
3. 总结综上所述，数值模拟技术的应用为火灾调查提供了新的手段和思路。
通过数值模拟技术，调查人员可以在火灾发生后，对火灾现场进行再现，对防控措施进行验证，并提供科学的证据支持。
解方程：火灾的扑灭过程数学模拟
解方程：火灾的扑灭过程数学模拟一、引言火灾扑灭过程对于保障人们的生命安全和财产安全至关重要。
在实际应用中，了解火灾蔓延规律以及合理地制定灭火策略是至关重要的。
数学模拟在现代科学研究和工程实践中起着重要作用，可以帮助我们深入理解火灾的扑灭过程。
二、建立数学模型为了模拟火灾的扑灭过程，我们可以考虑以下几个关键因素：燃烧物质特性、化学反应、热传导以及空气流动等。
根据这些因素，我们可以建立一个综合考虑各种条件的数学模型。
1. 描述燃烧物质特性首先，我们需要描述燃烧物质的特性。
这包括材料的密度、比热容和导热系数等参数。
这些参数将影响到物体在燃烧过程中释放出的能量以及传递给周围环境的能量。
2. 考虑化学反应其次，我们需要考虑化学反应在火灾蔓延过程中所起到的作用。
通过分析可燃物质的燃烧特性和氧气的供给情况，可以建立一个描述燃烧反应速率的方程。
这个方程将帮助我们预测火焰的蔓延速度以及火灾扑灭所需的时间。
3. 模拟传热过程引起火灾蔓延的主要因素之一是热传导。
在数学模型中，我们需要考虑物质内部的温度变化以及能量在材料间的传递过程。
根据傅里叶定律，我们可以建立一个描述温度分布和热传导过程的偏微分方程。
4. 考虑空气流动火灾发生时，空气流动对于火势蔓延有重要影响。
通过建立流体力学模型，考虑空气密度、温度、压强等物理量之间相互作用关系，我们可以模拟出火场周围空气流动的情况。
这有助于预测火焰扩散路径以及确定最佳喷水点位置。
三、求解数学模型在建立了数学模型后，下一步是求解这些模型以获取有关火灾扑灭过程的信息。
通常使用计算机来进行求解，通过数值方法进行模拟计算。
1. 离散化为了对连续的方程进行求解，我们需要将其离散化。
这可以通过网格划分、时间步长等方法实现。
我们可以将火场区域划分成一系列小单元，并在每个单元中近似求解方程。
通过适当选择网格大小和时间步长，可以确保计算结果的精度。
2. 选择数值方法要使用数值方法对离散化后的方程进行求解，有许多常见的数值方法可供选择。
低压低氧环境下纸箱堆垛火的实验和数值模拟研究
低压低氧环境下纸箱堆垛火的实验和数值模拟研究火灾是人类社会中发生最频繁其极具毁灭性的灾害之一,而低压环境下的火灾研究是我国火灾研究领域的一个较新的方向。
一方面,西藏地处高原,是我国藏传佛教的圣地,古建筑众多,这些古建筑在西藏文化中占有极其重要的地位,也是我国珍贵的历史文化遗产。
但这些古建筑,年代久远并且多为木质结构,其内部更是存在着大量的可燃物以及点火源,火灾风险大,而且近年来随着西藏经济的发展,用火、用电量的增加,导致每年发生的火灾事故也呈现出上升趋势。
另一方面,高空飞行器在巡航状态时也是处于一种低压低氧状态,一旦发生火灾,将损失巨大。
因此,研究低气压环境下火灾的燃烧特性和发展规律,对各种低气压特殊环境下火灾安全防治的研究具有重要的现实意义。
环境压力的降低不仅影响着气相空间的化学反应速率,同时也能够影响气相空间、气—固相之间的热量传递,这些变化必然将对燃料的点火过程、火焰的蔓延传播过程、烟气的运动蔓延过程等产生影响。
大量的实验研究表明,低气压环境将会降低小尺寸油池火和木材堆垛火的燃烧速率,也会对火焰温度场分布、辐射强度造成影响,但低气压环境下大尺寸固体火灾的基础实验数据相对匮乏,而热释放速率的实验数据则更少。
因此,根据氧耗法原理在拉萨搭建全尺寸热释放速率平台,可使我们能够直接燃烧的热释放速率。
本文选用了火灾中常用的等效火灾载荷纸箱作为实验燃料,分别在合肥和拉萨的全尺寸热释放速率平台下进行燃烧实验,以揭示低压环境对固体火灾燃烧速率、燃烧效率等燃烧特性的影响。
为了研究低压环境对不同尺寸和形状的火灾载荷的影响,本文对12中不同纸箱个数和不同摆放方式的纸箱堆垛火进行了测量,特征尺寸范围约为0.5-1.5m,每个工况至少重复3次实验。
本文分别直接测量了合肥和拉萨纸箱堆垛火的热释放速率,其燃烧释放的热量均集中在峰值附近,因此可采用三角形特征化模型对其进行特征化处理,以方便火灾建模人员的使用。
通过对测量所得热释放速率、燃烧速率、火焰温度以及火焰辐射等参数的对比分析,我们发现：(1)低压环境的燃烧更不充分,表现在固体可燃物的不完全热解以及可燃热解气的不完全燃烧,拉萨的有效燃烧热值约为合肥的71%；(2)低压环境对火灾发展的影响集中表现在燃烧特征时间的增加,无量纲燃烧速率与无量纲时间的曲线基本不随压力变化；(3)在本文的火灾规模范围内,对流热传导在热量传递中起主导地位,其燃烧速率或热释放速率峰值与火灾压力模型一致,即无量纲的燃烧速率正比与格拉晓夫数的1／3次方；不同位置温升上升的时间差间接证明了低压环境下的火焰传播速度正比于压力的2／3次方,也与火灾压力模型一致；(4)拉萨的火焰羽流温度分布并不完全符合经典的火羽流模型,表现为靠近火源时温度偏低,而远离火源时偏高,低压环境下的经典羽流模型可能需要通过更为细致的实验来验证和修正；(5)合肥和拉萨所测量的辐射热通量基本相等,说明拉萨的辐射分数要大于合肥,可能由于低压环境的不完全燃烧导致火焰发射率增加。
大型商场初期火灾实景与计算机模拟对比
西 安 某 大 型 商 店 建 筑 地 处 西 安 市 商 业 区 ， 框 架 结 为
构 ， 北 长 １０Ｆ， 西 宽 １０Ｉ， 筑 面 积 １７ ２ ９ ８ 南 ５ Ｉ 东 １ ５ ｎ 建 ７ ３ ． ８
ｒ 主 体 高 ３ ． ， 下 １ ， 上 ７层 ， 中 地 下 １层 ｎ， ７ ５ｒ 地 ｎ 层 地 其 高 ６ ３Ｉ， 上 １ 及 ７ 层 高 为 ５ ７１， ～ ６ 每 层 层 ． Ｉ Ｔ地 层 层 ． Ｉ２ Ｔ 层
势 时 ， 涡模 拟 可 以较 为 真 实 地 反 映 火 灾 的 瞬 态湍 流 特 性 ， 犬 但
其 所 采 用 的 体 积 热 源法 对 火 势 蔓延 的 模 拟 具 有 一 定 的局 限 性 ，
影响对烟 气流动的模拟 。 关 键 词 ： ＤＳ；火 灾再 现 ；火 灾荷 载 ；数 值 模 拟 Ｆ
２ ２ 火 灾 场 景设 计 ．
模 拟 中 ， 源 热 释 放 速 率 按 照 ｔ 变 化 规 律 ， 火 火 火 在 灾 的初 期 阶 段 ， 热 率 可 用 式 （ ） 示 。 释 １表
Ｑｆ ａ ｔ ｔ） ： （－ 。 （） １
式中： ａ为火 灾 增 长 因 子 ，Ｗ／ ｔ 火 灾 有 效 燃 烧 发 生 ｋ ｓ； 为 后 的 时 间 ，； 为 开 始 有 效 燃 烧 所 需 的 时 间 ，。 ｓｔ 。 ｓ 在 实 际工 程 中 一般 不 考 虑火 灾 达 到 有 效 燃 烧 时 所 需 要 的 时 间 ， 可取 ｔ一０ 则 。 。火 灾 增 长 因 子 应 综 合 考 虑 可 燃
／ ／ ＭＪ ｍ０
物类 型、 品摆放形式及房间尺寸 。 商 着 火 区域 为 １ 鞋 包 区 ， 调 查 类 似 鞋 店 ２家 ， 积 层 共 面
舱室火灾轰燃现象重构实验与数值模拟
技 术 的发 展 ， 利 用 适 当 的计 算 机 软 件 对 火 灾 事 故 进 行 重 构， 既 可 节 约 大 量 资金 和 宝 贵 时 间 ， 又 可 以 得 到 调 查 所 需 的火 灾 发 展 中各 种 动 力 学 特 征 参 量 ， 是 目前 火 灾 事 故 调
查 的重 要 辅 助 手段 。
垂 誊 消 防勰 论 研 究囊
舱 室 火 灾 轰 燃 现 象 重 构 实 验 与 数 值 模 拟
陈 晓洪 。 杨 枫。 李 其 修 ，吴 向君 （ 海 军工程 大学 动 力工程 学 院 ， 湖 北 武汉 ４ ３ ０ ０ ３ ３ ）
摘 要： 为 了研 究 船 舶 封 闭舱 室 火 灾 轰 燃 现 象 ， 首 先 用 非
“¨ ¨ － ・¨¨ ¨ 。 ｌ ＿ ¨ ｝ 。 ｌ ｌ ¨ ｌ ¨。 ‘ ｌ ｌ ¨ ＿ － ・ ¨ ¨ Ｉ 一。 Ｉ ｉ ｎ ， ， ． ， ｏ ｌ ＿ ｌ ¨ 。 ｌ ｌ ¨ ｌ ・。 。 …ｉ ｎ ｉ ． ， ＇ ｌ ｌ Ｉ ｌ ¨ ’ ” Ｉ ｉ ｉ ｏ ， ｏ ， ｑ 。 ｌ ｌ ¨ ¨。 Ｉ “ 。 －‘ Ｉ ‘ － 一 … ｌ 。 ｌ ¨ｌ ・ ” ０ ¨ ＂ ‘ ‘ ’ ¨ ¨ Ｉ 一。 ｌ ｌ ¨ 。 Ｉ 。 －
中图 分 类 号 ： Ｘ９ １ ３ ． ４ 。 Ｕ６ ７ ４ ． ７
文献标志码 ： Ａ
文章 编 号 ： １ ０ ０ ９ —０ ０ ２ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ —０ ３ ５ ４ —０ ４
风控 制 、 火 灾 由发 展 期 进 入最 盛 期 的 标 志 ， 因此 ， 针 对 轰 燃 进行 火 灾 重 构 可 为火 灾 调 查 提供 重 要 的判 断依 据 。 １ 轰 燃 发 生 的 临 近 判 据 由非 线 性 动 力 学 理 论 ， 认 为 上 层 烟 气 温 度 Ｔ 随 时 间
某仓库火灾实验与数值模拟对比
和数值模型的不确定性 ,主要有 : (1) 燃烧和热传导等物 燃料参数三个方面进行了准备和研究 。
92
Fire Science and Technology , February 2010 ,Vol 29 ,2
2. 1 理论基础 火灾是流体流动 、传热 、传质和化学反应极其复杂的
燃烧过程 。火灾数值重构的理论基础就是该物理现象的
消防科学与技术 2010 年 2 月第 29 卷第 2 期
fire dynamics , t he form mechanism of swirling flames in enclo2 sure fires was analyzed , and t he cont rol facto r exp ressions which swirling flames can be p roduced are deduced. The ap2 pearance of swirling flames needs enough density grads , p res2 sure grads and barocline effect . The experiment of small - scale enclo sure fires was used to st udy t he characteristics of swirling flames in enclo sure fires. The basic parameters of fire wit h and wit hout swirling flames were compared. The average and peak value of smoke temperat ure , temperat ure increase rate , burning rate and t he heat flux of radiation to floor in swirling flames are all bigger t han t hat of no n - swirling flames. Co mbining t he re2 sult s of t heo retical analyses and experimental st udies , t he con2 ditional criterion of swirling flames in enclo sure fires is gained. Key words : swirling flames ; enclo sure fires ; rotation t heory ; conditional criterion
某办公室火灾数值模拟研究
１ 绪
论
进行 研究 。
本文 将运 用 场模 拟 的研 究 方 法 ， 用 火 灾 模 选 拟软 件 Ｆ ＤＳ对 某 办公 室火灾 进行 数 值模 拟 研究 。 通过 使用 Ｆ ＤＳ模 拟 软件 ［ ， 正确 设 定模 拟 的基 ３并 ］ 本输 入参 数 、 物理边 界 条件 及初 始条 件等 ， 分析 火 灾后 火势 发展 情况 及 烟气蔓 延规 律 。 在 Ｆ Ｓ场 模 拟 中 ， 常 采 用 温 度 和 能 见 度 Ｄ 通 作 为 火 灾 到 达 危 险 状 态 的判 据 ， 取 二 者 的 较 并 小 值 作 为 火 灾 到 达 危 险 状 态 所 需 的 时 间 ， 般 一 评 估 中 取 ： ） １ ７ 高 度 处 能 见 度 不 低 于 １在 ．ｍ
Ｎｕ ｅ ｉ ａ ｉ ｕ ａ ｉ ｎ ｏ ｎ ｏ ｆｃ ｉｅ ｍ ｒ ｃ ｌｓ ｍ ｌ ｔｏ ｆ ａ ｆ ｉ ｅ ｆ ｌ ＇
ＦＡＮＧ Ｙｏｎ ｇ
（ ｆ ｉ ｒ ｔ ｃ ｍ ｅ ｔ Ｈｅｅ ｅＤｅａ ｈ ｎ ，Ｈ ｅｅ ３ ０ １ Ｆｉ ｆｉ２ ０ ０ ）
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔｈ ａ ｅ ｎ ｌ ｓｓ ｄ ａ ｆｉｅｆｒ ａｅ ｙ ｗｈ ｎ ｔ ｅ ｆ ｅｔ ｋ ｌｃ ｔｔ ｏ ｔｌ ｅｙ ｐ ａ ｅ ｓｒ ｃ ： ｅｐ ｐ ｒａ ａｙ ｉｅ ｎ ｏ ｆ ｉｅｓ ｆｔ ｅ ｈ ｉ ａ ｅ ｐ ａ ｅａ ｗｏ ｍ ｓ ｉ ｌ ｌｃ ． ｃ ｒ ｋ Ｕ ｓｎ ｈ ｉｅｄ ｎ ｍ ｉ ｏ ｔ ｒ － ｉｇ ｔ ｅｆｒ ｙ ａ ｃｓ ｆｗａ ｅＦＤＳ ｔ ｏｏ ｈ ｉ ｌｔｄ ｓｕ ｙ， ｏ ｃｕ ｅ ｈ ａｅ ｙｅ ａ ｕ ｔ ｎ ｏｇ ｎｔ ｅｓｍｕ ａｅ ｔ ｄ ｗｅｃ ｎ ｌ ｄ ｄｔ ｅｓ ｆｔ ｖ ｃ ａｉ ｏ ｔｍｅａ ｄ ｔ ｅｔｍｅｏ ｈ ｆｉｅ Ｓｆａ ｈ ｖ ｒ Ｃｏ ｔａ ｔｔ ｅ ｒ ｓ ｌｓｏ ｈ ｗｏ ｆ ｅ ｓ ｅ ａ ｉｓ ｏ ｎ ｈ ｔ ｉ ｎ ｈ ｉ ｆｔ ｅｏ ｆｃ ’ ｌｓ ｏ ｅ ． ｎ ｒ ｓ ｈ ｅ ｕ ｔ ｆｔ ｅｔ ｉ ｃ ｎ ｒｏ ，ｆｕ ｄ ｔ ａ ｒ ｔ ｅｆ ｅｗｈ ｃ ｃ ｕ ｎ ｔ ｅｍ ｉｄ ｅｏ ｈ ｆｉｅｉ ａ ｇ ｒｔ ａ ｈ ｌ ｃ ｒ ｅ ，ｆ ｒｔ ｅｍｉ ｄｅｆ ｅｉ ｈ ｉ ｉｈ ｏ ｃ ｒｉ ｈ ｄ ｌ ｆｔ ｅｏ ｆ Ｓｄ ｎ ｅ ｈ ｎ ｉ ｔ ｅｗａ１ ｏ ｎ ｒ ｏ ｈ ｄ ｌ ｉ ｒ ｃ ｎ ｒ Ｓ ｓ ｒ ａ ａ ｉ ｎ ａ ｙ ｔ ｌｓ ｏ ｅ ． ｐ ｅ ｄ ｅ ｓｌ ａ ｄ ｅ ｓ ｏ ｆａ ｈ ｖ ｒ ｙ Ｋｅ ｒ ｓ ｎ ｍ ｅ ｉａ ｉ ｕ ａｉ ｎ ｙｗｏ ｄ ： ｕ ｒｃ ｌ ｍ ｌｔ ；Ｆ ｓ ｏ ＤＳ；ｓ ｆｔ ｖ ｃ ａ ｉｎ ａｅ ｙｅ ａ ｕ ｔｏ
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
(1)
动量守恒
:
9 9t
(ρu)
+
表 2 不同位置处打火机引燃结果
点火位置 货箱货料单 货箱封箱带 货箱包装袋 表面瓦楞纸 货箱底角
火势情况
48 s 后引燃货箱箱体 , 213 s 后引燃货箱内塑料包装盒
61 s 后引燃箱体 57 s 后引燃箱体 , 83 s 后引燃货箱内塑料包装盒
点燃后在货箱表面阴燃 ,140 s 后熄灭
在货箱底角阴燃 ,320 s 后熄灭
火灾实验装置如图 1 所示 ,在起火的半成品仓库内 放置一个三层金属货架 ,每层货架并排有两个塑料垫仓 板 ,其上是装有塑料半成品包装盒的纸箱 。其中 ,第一 、 二层货架塑料垫仓板垂直方向叠放三个纸箱包装的塑料 半成品包装盒 ,第三层货架塑料垫仓板垂直方向叠放两 个纸箱包装的塑料半成品包装盒 。TC1 、TC2 、TC3 是设 定的三个测温点 ,表 1 为其具体位置及作用 。
各数学子模型及其耦合 ,实际火灾中空气流动是三维空
间的不规则非定常流动 ,烟气模拟采用湍流模型 。火灾
烟气运动 的 控 制 方 程 是 可 压 缩 的 内 维 尔 - 斯 托 克 斯
( Navier - Stokes) 方程 。理论基础为质量守恒 、动量守恒
和能量守恒方程 ,主要采用大涡模拟通用运算程序 。
和数值模型的不确定性 ,主要有 : (1) 燃烧和热传导等物 燃料参数三个方面进行了准备和研究 。
92
Fire Science and Technology , February 2010 ,Vol 29 ,No. 2
2. 1 理论基础 火灾是流体流动 、传热 、传质和化学反应极其复杂的
燃烧过程 。火灾数值重构的理论基础就是该物理现象的
C H EN AiΟping1 , CU I XiaoΟxing2
(1. Chinese People’s Armed Police Forces Academy , Hebei Langfang 065000 , China ; 2. Tangshan Fire Detachment , He2 bei Tangshan 063000 , China) Abstract :Acco rding to t he t heo ries of vorticity - t ranspo rt and
[ 8 ] 陈爱平 , 张云明 , 张莹. 室内火灾升温速率的试验研究[J ] . 火灾科 学 , 2004 , 13 (1) : 57 - 62.
Theoretical analyses and experimental studies of whirling flames in enclosure f ires
打火机引燃 :利用打火机引燃货箱上的货料单 、货箱 表面 、底角 、内部包装袋和货箱封箱带 ,记录各种方式引 起箱体燃烧的时间 ,表 2 为不同点火位置处的引燃结果 。
选择点燃货箱封箱带的情况进行全尺度燃烧实验 , 记录起火至剧烈燃烧的过程 ,测量关键位置点的温度 ,观 察火势发展和蔓延过程 。图 2 是火势蔓延和发展过程的 时间节点图 。
起火仓库位于厂区东南角 ,为钢筋混凝土框架砖墙 结构 ,预制水泥板屋面 。仓库内东西向放置 18 排金属货 架 ,主要存放彩妆 、化妆品塑料包装盒等半成品 。在火灾 过程中 ,窗户已经完全烧裂 。火灾实验地点选择在起火 仓库现场的废墟空地上 ,整个实验在开放环境中进行 ,室 内温度 31. 7 ℃,供氧充足 。 1. 2 实验装置
点火结果 火势蔓延 火势蔓延 火势蔓延 未能引燃 未能引燃
图 2 火势蔓延和发展过程的时间节点图
2 数值仿真
理过程极其复杂 ; (2) 实验结果对材料的属性和边界条件
与火灾实验相比 ,数值仿真对温度和火焰扩散速度 等极其敏感 ; (3) 材料和燃料的属性很难获得 。为解决这
的模拟准确程度大约在 10 %～20 % ,原因在于网格大小 些问题 ,从基础理论模型 、数值模型与边界条件 、材料及
济成本低 ,可以方便地进行对比实验 ,是一种新兴的 、有 效的火灾调查手段 。在国外 ,计算机火灾模拟技术在火 灾调查领域的研究和运用较早 ,将火灾数值模拟软件应 用于火灾再现取得了一定的成绩 。美国 NIST ( National Instit ute of Standards and Technology) 借 助 FDS ( Fire Dynamics Simulator) 对一些典型火灾进行相 关 辅助 调 查 。在国内 ,对于火灾数值再现研究范围较广 。理论方 面 ,多所大学对区域模型 、大涡流模型及场 - 网复合模型 均有研究 。应用方面 ,对隧道等地下空间火灾和大空间 火灾的研究较多 ,对建筑火灾的数值再现也已展开 。如 台湾的 Tzu - Sheng Shen 等通过设定燃料 、通风条件 、火 源和消防系统 ,重现了一起旅馆放火案的火灾发展和烟 气蔓延过程 ,补充了许多火和烟气的信息 。
烟头引燃和打火机引燃两种点火方法 ,观察是否能够引 燃纸箱包装的塑料半成品包装盒 ,每种点火方法中均选 择不同的位置进行实验 。
烟头引燃 : 将点燃的香烟分别放置在货箱表面 、角 落 、里层 、货箱封箱带表面 、聚苯乙烯隔板不同部位上 ,观 察和记录烟头的燃烧情况 。实验结果显示 ,无论烟头如 何放置 ,均不能引起燃烧 。烟头熄灭后 ,在其与货箱 、聚 苯乙烯隔板的接触面出现炭化痕迹 。
消防科学与技术 2010 年 2 月第 29 卷第 2 期
fire dynamics , t he form mechanism of swirling flames in enclo2 sure fires was analyzed , and t he cont rol facto r exp ressions which swirling flames can be p roduced are deduced. The ap2 pearance of swirling flames needs enough density grads , p res2 sure grads and barocline effect . The experiment of small - scale enclo sure fires was used to st udy t he characteristics of swirling flames in enclo sure fires. The basic parameters of fire wit h and wit hout swirling flames were compared. The average and peak value of smoke temperat ure , temperat ure increase rate , burning rate and t he heat flux of radiation to floor in swirling flames are all bigger t han t hat of no n - swirling flames. Co mbining t he re2 sult s of t heo retical analyses and experimental st udies , t he con2 ditional criterion of swirling flames in enclo sure fires is gained. Key words : swirling flames ; enclo sure fires ; rotation t heory ; conditional criterion
[ 4 ] CH EN L D. Vorticit y generation in jet diff usion flame [ J ] . Com2 bust . Sci . & Tech , 1991 , 77 : 41.
[ 5 ] MCCA FFRE Y B J ,QU IN TJ ERE J G , HAR KL EROAD M F. Esti2 mating roo m temperat ures and t he likelihood of flashover using fire test data correlations [ J ] . Fire Technology , 1981 , 17 ( 2) : 98 119.
某仓库火灾实验与数值模拟对比
消防理论研究
刘 涛1 ,杨培中1 ,谈 迅2 ,秦 弦1 (1. 上海交通大学 机械与动力工程学院 ,上海 200240 ; 2. 上海市消防总队 ,上海 200051)
摘 要 :采用 FDS 模拟某仓库火灾 ,并与实验结果比较温 度曲线和火灾蔓延过程 。在仓库中放置三层金属货架 ,分打火 机和烟头两种引燃方式和不同点火位置进行实验 。模拟与实 验得到的温度曲线相似度很高 。250 s 前模拟与实验得到的火 灾蔓延过程比较相似 ,250 s 后由于纸箱倒塌 ,模拟结果出现延 迟 。合理摆放货物的情况下烟头引燃仓库火灾的可能性较小 。
作者简介 :陈爱平 (1964 - ) ,男 ,中国人民武装警 察部队学院消防工程系副主任 ,教授 ,硕士生导师 ,博 士 ,主要从事火灾动力学理论及室内火灾危害性评估 方面的研究 ,河北省廊坊市西环路 220 号 ,065000 。
收稿日期 :2009 - 11 - 12
91
笔者介绍了此次火灾实验 ,同时利用 FDS 软件对火 灾实验过程进行模拟 。通过对火灾实验和数值模拟的相 同测点温度曲线及火势蔓延过程的对比 ,验证了数值模 拟的有效性 ,确定了科学的数值仿真模型 ,为进一步的全 尺度数值仿真奠定了基础 。 1 火灾实验 1. 1 实验条件
¨
[ 6 ] Born Karl sson , QU IN TIERE J G. Enclosure fire dynamics [ M ] . CRC Press , 2000 , 89 - 107.