不同通风及上下双层腔室火灾演化与开口火溢流行为研究
发布时间：2021-01-30 01:29
随着我国社会经济的不断发展,城市化建设进程不断加快,（超）高层建筑日益增多。城市中高层建筑快速发展的同时显著增加了火灾风险。腔室火灾以及由其演化形成的建筑外立面开口火溢流是导致大型立体火蔓延的重要影响因素,因此也吸引了众多研究机构与学者的关注。目前的研究主要关注腔室火灾发展规律及开口火溢流的特征参数（温度、火焰形态等）分布规律,且针对不同建筑结构（侧墙、竖直及倾斜挡墙）与高原低压低氧环境等特殊边界条件对腔室火灾发展及开口火溢流的影响开展了研究。然而,前人的研究主要基于单个腔室且腔室处于常规通风条件,这与实际高层建筑大型火蔓延（多层同时发生火灾）有所不同,而且高层建筑随其高度增加,往往受到强烈的环境风影响,此外,对于腔室通风不足情况下的研究仍较为缺乏。本文以不同通风及上下双层腔室条件下腔室火灾演化及外立面开口火溢流行为特征为核心,运用缩尺寸实验及数值模拟方法开展研究。利用搭建的缩尺寸（1:8）实验平台开展了正向环境风、通风不足以及多腔室等不同边界条件下腔室火灾实验,同时进行了相同比例尺寸模型的数值模拟观测腔室内部流场等实验无法测量的参数,与实验数据形成有效互补;在分析过程中,基于腔室火灾...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：145 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 研究现状
1.3 本文的研究内容
1.4 本文的研究方法
1.5 本文的章节安排
参考文献
第二章 实验装置与测量系统
2.1 缩尺寸火灾实验相似分析原理
2.2 实验装置
2.2.1 1/8尺寸腔室火灾及开口火溢流实验台
2.2.2 1/8尺寸上下双层腔室火灾及开口火溢流实验台
2.3 测量系统
2.3.1 温度测量
2.3.2 火源功率测量
2.3.3 火焰高度的获取
2.3.4 风速测量
参考文献
第三章 正向风作用下腔室火灾发展及室内上下层温度差值演化规律
3.1 引言
3.2 实验及模拟设计
3.2.1 实验测量
3.2.2 实验工况设计
3.2.3 FDS模拟设置
3.3 腔室火灾充分混合状态临界功率研究
3.3.1 腔室内部火焰及温度演化规律
3.3.2 充分混合状态临界功率研究
3.4 腔室火灾分层燃烧过程上下层温度演化规律
3.4.1 腔室内部上下层温度差值演化规律
3.4.2 腔室火灾演化过程中上下层温差模型
3.5 本章小结
本章符号
参考文献
第四章 正向风作用下建筑外立面开口火溢流竖向及径向温度分布特征
4.1 引言
4.2 实验设计
4.2.1 实验测量
4.2.2 实验工况
4.3 开口火溢流竖向及径向温度分布实验结果
4.4 竖向温度分布数学表征
4.4.1 基于羽流温度三段式分布经典理论的无量纲温度分布模型
4.4.2 考虑正向环境风作用的竖向温度分布模型
4.5 径向温度分布数学表征
4.5.1 开口火溢流有效厚度特征尺度
4.5.2 考虑正向环境风作用的径向温度分布模型
4.6 本章小结
本章符号
参考文献
第五章 通风不足情况下腔室火灾转折行为及火溢流特征参数演化规律
5.1 引言
5.2 实验设计
5.2.1 实验测量
5.2.2 实验工况设计
5.3 腔室火灾转折行为及临界条件
5.3.1 燃烧室内部温度演化特征
5.3.2 腔室火灾转折状态临界条件理论推导
5.3.3 腔室火灾转折状态临界条件模型
5.4 腔室火灾转折状态下火焰高度演化规律
5.4.1 火焰高度演化规律
5.4.2 火焰溢出机制变化分析
5.4.3 溢出火焰高度模型
5.5 本章小结
本章符号
参考文献
第六章 上下双层腔室火灾演化特殊行为及临界条件
6.1 引言
6.2 实验设计
6.2.1 实验测量
6.2.2 实验工况设计
6.3 上下双层腔室火灾演化特殊行为
6.3.1 下层腔室作用下上层腔室熄灭行为
6.3.2 下层腔室作用下上层腔室提前溢出后熄灭行为
6.3.3 上下层腔室火溢流相互作用及融合行为
6.4 不同火灾演化特殊行为特征参数分布
6.4.1 温度演化规律
6.4.2 溢出火焰高度演化规律
6.5 上下双层腔室火灾演化特殊行为临界条件
6.5.1 上层腔室火焰提前溢出临界条件
6.5.2 上层腔室火焰熄灭临界条件
6.6 本章小结
本章符号
参考文献
第七章 结论及展望
7.1 本文结论
7.2 本文创新点
7.3 研究展望
在读期间发表的学术论文与获得的奖励
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]高层建筑外立面U型结构火蔓延的实验研究[J]. 李建涛,闫维纲,朱红亚,王青松,孙金华. 火灾科学. 2012(04)
[2]基于图像亮度统计分析火焰高度特征[J]. 陈志斌,胡隆华,霍然,祝实. 燃烧科学与技术. 2008(06)
[3]挑檐和窗槛墙阻止火灾竖向蔓延性能的数值模拟分析[J]. 王经伟,黄德祥,周子荐,王炯. 消防科学与技术. 2004(02)
[4]通过外墙窗口喷出火焰问题的研究[J]. 陈爱平. 火灾科学. 1998(03)
博士论文
[1]不同开口与侧墙限制边界条件下火焰溢出卷吸行为与火焰高度模型研究[D]. 陆凯华.中国科学技术大学 2015
[2]不同外部边界及气压条件下建筑外立面开口火溢流行为特征研究[D]. 唐飞.中国科学技术大学 2013
[3]竖直壁面条件下常用有机外墙保温材料的火灾行为研究[D]. 崔嵛.中国科学技术大学 2012
硕士论文
[1]开口火溢流的火焰宽度与厚度演化规律与模型研究[D]. 邱曾维.中国科学技术大学 2015
本文编号：3007976
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：145 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 研究现状
1.3 本文的研究内容
1.4 本文的研究方法
1.5 本文的章节安排
参考文献
第二章 实验装置与测量系统
2.1 缩尺寸火灾实验相似分析原理
2.2 实验装置
2.2.1 1/8尺寸腔室火灾及开口火溢流实验台
2.2.2 1/8尺寸上下双层腔室火灾及开口火溢流实验台
2.3 测量系统
2.3.1 温度测量
2.3.2 火源功率测量
2.3.3 火焰高度的获取
2.3.4 风速测量
参考文献
第三章 正向风作用下腔室火灾发展及室内上下层温度差值演化规律
3.1 引言
3.2 实验及模拟设计
3.2.1 实验测量
3.2.2 实验工况设计
3.2.3 FDS模拟设置
3.3 腔室火灾充分混合状态临界功率研究
3.3.1 腔室内部火焰及温度演化规律
3.3.2 充分混合状态临界功率研究
3.4 腔室火灾分层燃烧过程上下层温度演化规律
3.4.1 腔室内部上下层温度差值演化规律
3.4.2 腔室火灾演化过程中上下层温差模型
3.5 本章小结
本章符号
参考文献
第四章 正向风作用下建筑外立面开口火溢流竖向及径向温度分布特征
4.1 引言
4.2 实验设计
4.2.1 实验测量
4.2.2 实验工况
4.3 开口火溢流竖向及径向温度分布实验结果
4.4 竖向温度分布数学表征
4.4.1 基于羽流温度三段式分布经典理论的无量纲温度分布模型
4.4.2 考虑正向环境风作用的竖向温度分布模型
4.5 径向温度分布数学表征
4.5.1 开口火溢流有效厚度特征尺度
4.5.2 考虑正向环境风作用的径向温度分布模型
4.6 本章小结
本章符号
参考文献
第五章 通风不足情况下腔室火灾转折行为及火溢流特征参数演化规律
5.1 引言
5.2 实验设计
5.2.1 实验测量
5.2.2 实验工况设计
5.3 腔室火灾转折行为及临界条件
5.3.1 燃烧室内部温度演化特征
5.3.2 腔室火灾转折状态临界条件理论推导
5.3.3 腔室火灾转折状态临界条件模型
5.4 腔室火灾转折状态下火焰高度演化规律
5.4.1 火焰高度演化规律
5.4.2 火焰溢出机制变化分析
5.4.3 溢出火焰高度模型
5.5 本章小结
本章符号
参考文献
第六章 上下双层腔室火灾演化特殊行为及临界条件
6.1 引言
6.2 实验设计
6.2.1 实验测量
6.2.2 实验工况设计
6.3 上下双层腔室火灾演化特殊行为
6.3.1 下层腔室作用下上层腔室熄灭行为
6.3.2 下层腔室作用下上层腔室提前溢出后熄灭行为
6.3.3 上下层腔室火溢流相互作用及融合行为
6.4 不同火灾演化特殊行为特征参数分布
6.4.1 温度演化规律
6.4.2 溢出火焰高度演化规律
6.5 上下双层腔室火灾演化特殊行为临界条件
6.5.1 上层腔室火焰提前溢出临界条件
6.5.2 上层腔室火焰熄灭临界条件
6.6 本章小结
本章符号
参考文献
第七章 结论及展望
7.1 本文结论
7.2 本文创新点
7.3 研究展望
在读期间发表的学术论文与获得的奖励
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]高层建筑外立面U型结构火蔓延的实验研究[J]. 李建涛,闫维纲,朱红亚,王青松,孙金华. 火灾科学. 2012(04)
[2]基于图像亮度统计分析火焰高度特征[J]. 陈志斌,胡隆华,霍然,祝实. 燃烧科学与技术. 2008(06)
[3]挑檐和窗槛墙阻止火灾竖向蔓延性能的数值模拟分析[J]. 王经伟,黄德祥,周子荐,王炯. 消防科学与技术. 2004(02)
[4]通过外墙窗口喷出火焰问题的研究[J]. 陈爱平. 火灾科学. 1998(03)
博士论文
[1]不同开口与侧墙限制边界条件下火焰溢出卷吸行为与火焰高度模型研究[D]. 陆凯华.中国科学技术大学 2015
[2]不同外部边界及气压条件下建筑外立面开口火溢流行为特征研究[D]. 唐飞.中国科学技术大学 2013
[3]竖直壁面条件下常用有机外墙保温材料的火灾行为研究[D]. 崔嵛.中国科学技术大学 2012
硕士论文
[1]开口火溢流的火焰宽度与厚度演化规律与模型研究[D]. 邱曾维.中国科学技术大学 2015
本文编号：3007976
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