基于炭化痕迹的火灾数值重构及应用
发布时间：2020-02-18 04:02
【摘要】：利用试验方法建立了炭化痕迹的数学模型,与火灾流体动力学软件FDS相耦合,实现对炭化痕迹的再现,同时,进行了较为接近真实火灾的火灾场景试验,并用新编译的FDS软件对试验进行重构。结果表明:火势发展变化趋势基本一致;起火后,火场热释放速率迅速上升,100 s左右达到约2750 kW,随后开始下降,直至434 s降到700kW左右,与火势进程基本吻合;试验得到的密度板炭化痕迹未被烧损的区域(横向30.2~86.8 cm、纵向0~18.6 cm)略小于重构得到的密度板炭化痕迹未被烧损的区域(横向33.4~91.6 cm、纵向0~18.9cm),但分布规律基本一致,验证了新编译的FDS软件的有效性。将该软件应用于消防工作,不仅可以作为一种定量方法来描述炭化痕迹的形成过程,还可以通过火场中的炭化痕迹来反推起火点位置,辅助火灾调查工作。
【图文】：
张床（床上有被褥）、１张沙发、２把椅子、１逡逑度为0时，炭化深度为0。因此，对试验数据进行曲线拟合时逦个垃圾桶（垃圾桶内有垃圾和大量的报纸）、２个柜子（柜子逡逑应过原点，拟合曲线见图１，相应的数学关系式见式（１），均符邋上分别放有１台电脑和１台电视机），还有一些日常生活用逡逑合Ｄ＝ａＳｋ的形式，对应的相关系数分别为０．９９７邋９９、０．邋９９５邋３９逦品，如电水壶、热水壶、衣物等，火灾场景的着火房间的平面逡逑和０．９９８邋８０，ａ的标准误差分别为０．０１６邋７７、０．0２８邋２７和邋图见图２。火源为床附近的蚊香，以蚊香点燃床上掉落的被逡逑０．０１３邋８４，６的标准误差分别为０．００５邋７２、０．００９邋２５和逦褥作为试验的起点，试验过程中，用摄影机记录火势发展变逡逑０．邋００５邋０１，对于一般情况的火灾均适用。逦化情况。逡逑花板＝１．４１２０９Ｓ０＇３５３６４逦２．邋２火灾场景试验火势发展变化情况逡逑Ｄｍｍ邋＝邋１．３２３４２Ｓ０＇３９９０９逦火灾场景试验火势发展的图片集如图３所示，火灾场景逡逑＝邋１．４６６７７Ｓ０－３７７１３逦（邋１邋）逦试验开始２４邋ｓ时，火势蔓延至下铺床上的蚊帐和被褥；５１邋ｓ时，逡逑式中Ｄ为炭化深度，ｍｍ；Ｓ为火灾烈度，ＭＪ／ｍ２。逡逑由式⑴可知，３种材料均符合的关逦４－°ｒ邋0逦0逡逑系，其中ａ、６是与材料性质有关的系数＾Ｍ为净辐射热通逦３．６逦线逡逑量，是随时间《的变化量，因此，炭化痕迹的数学模型可用式逦Ｉ邋—逦．．．Ｓ逡逑⑵表示。逦｜邋３．２．匕逡逑0邋＝广Ｖ？二⑴小出逦⑵邋囊２．８邋－逡逑式中Ａ；为与试验尺度有关的系数。逦２．４邋－逡逑根据试验过程记录的材料表面开
，在火势无继续蔓延的情况下，，开启喷淋，将火焰熄灭。逡逑时，参照ＮＩＳＴ发布的典型材料热物性参数和《ＳＦＰＥ消防工程逦逦逡逑手册》设置材料的热物性参数。根据网格独立性测试及时间逡逑步长的调整，在模拟计算空间３．０邋ｍｘ３．０邋ｍｘ２．０邋ｍ内设有逦——逡逑３０邋ｘ３０邋ｘ２０个网格火灾场景试验从起火到开启喷淋的逦Ｐ１＊丨１＂１１１＿逡逑时间为４３４邋ｓ，且实验室的房间门是关闭的。憸模拟时间设逦Ｉ邋Ｉ邋｜｜逦■！逡逑为４３４邋ｓ，风速设为０，火灾场景的着火房间的模棚见图４。逦ｌｉｉＪＬｌｌｇ邋■■邋■逡逑４重构结果及分析逦｜邋Ｊｆ邋ＨＨｉ逡逑４．１火势的蔓延过程逦逦逦逦—逡逑重构计算得到的火势发展情况的图片集如图５所示，起逦图４火灾场景的着火房间的模拟图逡逑火２４邋ｓ时，火势开始蔓延，引燃下铺床上的被梅；５１邋ｓ时，整逦Ｆｉｇ．邋４邋Ｆｉｒｅ邋ｒｏｏｍ邋ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｆｉｒｅ邋ｓｃｅｎｅ逡逑：：，ｉ邋ｍ邋嫇ｕ逡逑．ＩＬＩＤ＾ＤＩ逡逑（ｅ）邋１００邋ｓ逦（ｆ）邋１２１邋ｓ逦（ｇ）邋２３４邋ｓ逦（ｈ）邋４３４逦ｓ逡逑图３火灾场景试验火势发展的图片集逡逑Ｆｉｇ．邋３邋Ｐｈｏｔｏ邋ｇａｌｌｅｒｙ邋ｏｆ邋ｆｉｒｅ邋ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｆｉｒｅ邋ｓｃｅｎｅ邋ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ逡逑１邋＊邋ｒ逦ｒｔａ邋ｖ邋１ＰＶ逡逑（ａ）邋２４邋ｓ逦（ｂ）邋５１邋ｓ逦（ｃ）邋６２邋ｓ逦（ｄ）邋６９逦ｓ逡逑ｌ邋？ＭＨＩ邋—；邋’逦呡邋ｅ逦ｉ邋．邋一ｌｓ逦ｔ邋＊邋Ｉ＊邋擎逡逑．略曼}瑁卞澹咤义希ǎ澹╁澹保埃板澹箦危ǎ妫╁澹保玻卞澹箦危ǎ纾╁澹玻常村澹箦
本文编号：2580602
【图文】：
张床（床上有被褥）、１张沙发、２把椅子、１逡逑度为0时，炭化深度为0。因此，对试验数据进行曲线拟合时逦个垃圾桶（垃圾桶内有垃圾和大量的报纸）、２个柜子（柜子逡逑应过原点，拟合曲线见图１，相应的数学关系式见式（１），均符邋上分别放有１台电脑和１台电视机），还有一些日常生活用逡逑合Ｄ＝ａＳｋ的形式，对应的相关系数分别为０．９９７邋９９、０．邋９９５邋３９逦品，如电水壶、热水壶、衣物等，火灾场景的着火房间的平面逡逑和０．９９８邋８０，ａ的标准误差分别为０．０１６邋７７、０．0２８邋２７和邋图见图２。火源为床附近的蚊香，以蚊香点燃床上掉落的被逡逑０．０１３邋８４，６的标准误差分别为０．００５邋７２、０．００９邋２５和逦褥作为试验的起点，试验过程中，用摄影机记录火势发展变逡逑０．邋００５邋０１，对于一般情况的火灾均适用。逦化情况。逡逑花板＝１．４１２０９Ｓ０＇３５３６４逦２．邋２火灾场景试验火势发展变化情况逡逑Ｄｍｍ邋＝邋１．３２３４２Ｓ０＇３９９０９逦火灾场景试验火势发展的图片集如图３所示，火灾场景逡逑＝邋１．４６６７７Ｓ０－３７７１３逦（邋１邋）逦试验开始２４邋ｓ时，火势蔓延至下铺床上的蚊帐和被褥；５１邋ｓ时，逡逑式中Ｄ为炭化深度，ｍｍ；Ｓ为火灾烈度，ＭＪ／ｍ２。逡逑由式⑴可知，３种材料均符合的关逦４－°ｒ邋0逦0逡逑系，其中ａ、６是与材料性质有关的系数＾Ｍ为净辐射热通逦３．６逦线逡逑量，是随时间《的变化量，因此，炭化痕迹的数学模型可用式逦Ｉ邋—逦．．．Ｓ逡逑⑵表示。逦｜邋３．２．匕逡逑0邋＝广Ｖ？二⑴小出逦⑵邋囊２．８邋－逡逑式中Ａ；为与试验尺度有关的系数。逦２．４邋－逡逑根据试验过程记录的材料表面开
，在火势无继续蔓延的情况下，，开启喷淋，将火焰熄灭。逡逑时，参照ＮＩＳＴ发布的典型材料热物性参数和《ＳＦＰＥ消防工程逦逦逡逑手册》设置材料的热物性参数。根据网格独立性测试及时间逡逑步长的调整，在模拟计算空间３．０邋ｍｘ３．０邋ｍｘ２．０邋ｍ内设有逦——逡逑３０邋ｘ３０邋ｘ２０个网格火灾场景试验从起火到开启喷淋的逦Ｐ１＊丨１＂１１１＿逡逑时间为４３４邋ｓ，且实验室的房间门是关闭的。憸模拟时间设逦Ｉ邋Ｉ邋｜｜逦■！逡逑为４３４邋ｓ，风速设为０，火灾场景的着火房间的模棚见图４。逦ｌｉｉＪＬｌｌｇ邋■■邋■逡逑４重构结果及分析逦｜邋Ｊｆ邋ＨＨｉ逡逑４．１火势的蔓延过程逦逦逦逦—逡逑重构计算得到的火势发展情况的图片集如图５所示，起逦图４火灾场景的着火房间的模拟图逡逑火２４邋ｓ时，火势开始蔓延，引燃下铺床上的被梅；５１邋ｓ时，整逦Ｆｉｇ．邋４邋Ｆｉｒｅ邋ｒｏｏｍ邋ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｆｉｒｅ邋ｓｃｅｎｅ逡逑：：，ｉ邋ｍ邋嫇ｕ逡逑．ＩＬＩＤ＾ＤＩ逡逑（ｅ）邋１００邋ｓ逦（ｆ）邋１２１邋ｓ逦（ｇ）邋２３４邋ｓ逦（ｈ）邋４３４逦ｓ逡逑图３火灾场景试验火势发展的图片集逡逑Ｆｉｇ．邋３邋Ｐｈｏｔｏ邋ｇａｌｌｅｒｙ邋ｏｆ邋ｆｉｒｅ邋ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｆｉｒｅ邋ｓｃｅｎｅ邋ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ逡逑１邋＊邋ｒ逦ｒｔａ邋ｖ邋１ＰＶ逡逑（ａ）邋２４邋ｓ逦（ｂ）邋５１邋ｓ逦（ｃ）邋６２邋ｓ逦（ｄ）邋６９逦ｓ逡逑ｌ邋？ＭＨＩ邋—；邋’逦呡邋ｅ逦ｉ邋．邋一ｌｓ逦ｔ邋＊邋Ｉ＊邋擎逡逑．略曼}瑁卞澹咤义希ǎ澹╁澹保埃板澹箦危ǎ妫╁澹保玻卞澹箦危ǎ纾╁澹玻常村澹箦
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