多路并联热释放速率测试系统的研究

发布时间：2017-12-23 09:39

  本文关键词：多路并联热释放速率测试系统的研究　出处：《天津商业大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 多路并联 热释放速率 耗氧法

【摘要】：近年来,随着经济的快速发展以及人们物质生活水平的提高,火灾发生的频率也在逐渐升高,火灾在给人身财产安全造成巨大伤害的同时,也给经济的发展带来严重损失。火灾科学的研究对于预防火灾的发生以及减少火灾中财产损失和人员伤亡具有重大作用,其中火灾热释放速率是火灾研究和消防工程设计中最为重要的参数,具有重要意义。本文基于热释放速率的耗氧法测试原理,在铁路隧道救援站实验台的基础上建立了多路并联的热释放速率测试系统,在此测试系统的基础上,进行了一系列标准燃烧物火灾实验和模拟列车火灾实验,并且使用数值模拟的方法研究了烟气外溢以及排烟道内风速不同步对热释放速率测试结果的影响。本文首先分析了热释放速率的耗氧法测试原理,并且在理论上分析了多路并联测试方式的可行性,为本文奠定了理论基础。在此理论基础上,本文利用铁路隧道救援站全尺寸物理模型,搭建了两路并联的热释放速率测试系统,其测试系统包括排烟系统和烟气测试系统:排烟系统包括燃烧室、集烟罩、两路并联的排烟管道、整流栅、排烟风机以及排烟风机的变频控制系统等;在烟气测试系统中,本文对比分析了氧化锆传感器和顺磁式氧分析仪的测试结果,研究表明,顺磁式氧分析仪和氧化锆传感器都可以用于O2浓度的测量,顺磁式氧分析仪的精度和响应速度优于氧化锆传感器,在对测量结果精度要求不高的场合,可以使用氧化锆传感器代替顺磁式氧分析仪。同时,本文还使用力控组态软件对整个系统的运行状态进行监控。本文利用标准燃烧物进行火灾实验,对多路并联热释放速率测试系统进行检测,研究了系统的相对误差和重复性。其次,本文还利用模拟列车车厢进行火灾实验,研究了开口系统与半开口系统对火灾发展的影响。研究表明,可燃物在半开口系统内燃烧时,受半开口系统空间的影响,会使燃烧产生的热量不能及时排出系统,从而加强对可燃物的热反馈作用,加速可燃物热解的过程,从而使燃烧过程更加剧烈,导致热释放速率峰值、火灾增长速率、辐射热流量、烟气中CO2浓度等因素大于开口系统;同时,由于热量不能很好地传递出车厢,从而导致救援站实验台内火源正上方温度以及排烟道测量段温度低于开口系统火灾。最后,本文使用FDS火灾动力学模拟软件,模拟计算了烟气外溢以及排烟道内风速不同步对热释放速率测试结果的影响,从而从数值计算方面验证了多路并联测试系统的可行性。研究结果表明,烟气溢出系统会对热释放速率测量结果造成影响。首先,烟气外溢会使热释放速率耗氧法测试结果小于燃料实际燃烧的热释放速率,漏烟量越大,系统测到的热释放速率峰值越小;其次,相对于可燃物的实际燃烧过程,耗氧法测试方法会使测量结果出现一定程度的滞后,排烟道内风速越小,漏烟量越大,测量结果的也就越滞后。本文的创新点主要在于提出了基于耗氧法的多路并联热释放速率测试方法,并结合铁路隧道救援站实验台,建立了多路并联热释放速率测试系统,采用两路并联的形式,可以将该系统用于大尺度火灾和列车火灾热释放速率实验研究;采用数值模拟的方法研究了烟气外溢、排烟道内风速不同步等问题对热释放速率测试结果的影响。由于研究时间有限,本文只针对多路并联热释放速率测试系统进行了部分实验,在后期的研究中,可以将火源种类扩展,丰富实验数据,并且开发多种多路并联形式,对本系统进行优化,研究多路并联热释放速率在多种场合的应用;另外,开发既成本低廉又精度高的O2浓度测试方式也是重要的研究方向。
【学位授予单位】：天津商业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U298.4;U458

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘江虹,廖光煊,范维澄,陈长坤;受限空间中固体可燃物的热释放速率[J];材料研究学报;2002年04期

2 王志刚,倪照鹏,王宗存,姜明理;设计火灾时火灾热释放速率曲线的确定[J];安全与环境学报;2004年S1期

3 许彬;张永明;方俊;马绥华;刘勇;;正庚烷热释放速率测量与研究[J];消防科学与技术;2006年03期

4 ALAN BEARD;RICHARD CARVEL;PAUL JOWITT;;隧道内火灾大小和火灾蔓延模拟研究(英文)[J];消防科学与技术;2007年02期

5 赵力增;刘万福;葛明慧;王建伟;曹建丰;;固体可燃物热释放速率实验研究[J];消防科学与技术;2008年11期

6 刘万福;葛明慧;赵力增;王建伟;曹建丰;;影响热释放速率测量因素的实验研究[J];工程热物理学报;2009年04期

7 陈贻来;;单个小汽车火灾热释放速率影响因素分析[J];消防科学与技术;2010年05期

8 潘一平;;大型客车火灾热释放速率曲线的数值模拟研究[J];科技创新导报;2012年09期

9 梁智勇;童琳;;风速对航空煤油池火热释放速率的影响[J];消防科学与技术;2012年07期

10 程远平,陈亮,张孟君;火灾过程中火源热释放速率模型及其实验测试方法[J];火灾科学;2002年02期

中国重要会议论文全文数据库 前2条

1 文茂盛;;通风对学生宿舍火灾影响数值分析[A];2012中国消防协会科学技术年会论文集（上）[C];2012年

2 兰彬;刘军军;张青岚;张文良;梅秀娟;万世银;陈萍;;地下商业街火灾烟气流动试验研究[A];展望新世纪消防学术研讨会论文集[C];2001年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 朱五八;不同通风状况下典型软垫家具火灾特性研究[D];中国科学技术大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前9条

1 张宇明;软垫家具热释放速率预测模型研究[D];哈尔滨工程大学;2009年

2 王建帆;高速列车热释放速率研究[D];西南交通大学;2015年

3 蒋伟;不同疏密度纸条燃烧特性研究[D];中国科学技术大学;2016年

4 朱中杰;地铁车辆火灾热释放速率计算方法研究[D];西南交通大学;2016年

5 韩黎刚;纳米碳材料复配氢氧化铝阻燃HDPE的研究[D];浙江大学;2015年

6 王国卓;多路并联热释放速率测试系统的研究[D];天津商业大学;2016年

7 董惠;ISO9705大尺度火灾热释放速率相关实验研究[D];哈尔滨工程大学;2006年

8 姚小林;CRH_1型动车组列车火灾热释放速率研究[D];西南交通大学;2013年

9 童琳;通风条件航空煤油池火燃烧特性的研究[D];中国科学技术大学;2010年

，

本文编号：1323377