特殊受限空間火災轟燃的重構研究.pdf

1、火災調查作為火災科學研究的一個重要分支，集成多學科交叉，正在取得越來越廣泛的關注。而火災重構正是依據科學方法確定火災中最真實的發(fā)生發(fā)展過程。轟燃是室內火災過程中的一個瞬間，但卻是特別重要的階段。在空間狹小，通風不暢的特殊受限空間內很容易發(fā)生轟燃。在火災調查中，轟燃分析的應用可以提供很多的有價值的信息，包括揭示火災起源和蔓延的信息，提供判斷的理論依據。本文基于火災重構的角度對轟燃現象進行重構研究。 火災重構研究中材料的分析是建立重

2、構模型的基礎，尤其是固態(tài)可燃物的熱解過程是火災轟燃發(fā)生和發(fā)展的重要因素。首先對典型的固體可燃性材料的熱解過程進行了研究，采用熱重分析和熱分析動力學方法，分別對尼龍和膠合板材料進行了研究。通過所得到的動力學參數可以用以預測不同溫度下材料熱解產物的百分含量，推測在特定條件下的轟燃發(fā)生的可能性，同時為轟燃的數值模擬重構提供了基礎數據。 建立了不同尺寸的轟燃模擬實驗臺，通過實驗模擬重構，改變實驗中的各種工況，包括頂棚高度的變化、火源位置

3、、補風條件、火源半徑的變化等因素，研究了腔室內發(fā)生轟燃的臨界條件；利用區(qū)域模擬的兩層結構模型，非線性動力學模型中的熱增益和熱損失的變化解釋了腔室火災的發(fā)展；壁面溫度的無量綱數IJc與火源半徑是決定轟燃發(fā)生與否的主要影響因素；利用修正后的非線性動力學模型，可以較好判斷腔室內能否發(fā)生轟燃，同時預測煙氣層最高穩(wěn)定溫度。 研究了轟燃過程中的尺度模擬準則。建立了無量綱的腔室油池火的控制方程及無量綱組合數組，結合經驗羽流的速度與熱釋放速率的

4、關系，認為無量綱的能量產生速率為主導控制作用，根據無量綱能量產生速率恒定，確立了腔室油池火的尺度準則，并將該尺度關系用于模擬實驗的設計。 通過對受限空間火災轟燃的數值實驗重構，比較了CFAST和FDS的數值模擬結果與實驗值的差別。CFAST在模擬火源熱解和燃燒反應上存在不足，使其在火場重構中的應用受到限制；它模擬的煙氣層溫度普遍高于實驗值。但是CFAST在轟燃理論的研究上可以起到輔助作用；FDS能模擬火源的熱解和燃燒過程，進而較