基于FDS的细水雾灭食用油火及综合体火灾数值模拟研究

发布时间：2020-09-01 09:06

　　 食用油火在厨房火灾中最为常见,而其又有与普通液体火灾迥异的特性。食用油发生火灾后,火焰温度极高,难以快速扑灭,明火扑灭后又容易复燃,目前用于扑灭食用油火的灭火设备其效果都不尽如人意。综合体建筑作为城市的“城中之城”,融合了各种功能,其功能的多样性必然伴随着结构的复杂性以及火灾发生几率增高的危险性,其中餐饮厨房的明火是不容忽视的危险源。利用FDS火灾动态模拟器,首先利用已有全尺寸实验对数值模型进行了验证,然后模拟细水雾与食用油火的相互作用,通过改变细水雾的自身雾特性参数,分别模拟分析了喷雾压力、雾化锥角、喷头与火源的相对间距、以及水流速对灭火效率的影响。此后又基于FDS火灾动态模拟软件,将餐馆厨房置于一个实体的综合体建筑之中,在极端条件即水雾系统失效的情况下,对综合体建筑模型进行火灾蔓延规律分析。选取最不利或最易发生火灾的一层餐馆和地下二层车库为火灾起火点,在关键时间节点对烟气蔓延情况、人员高度处的烟气能见度情况,以及烟气温度情况进行监测分析。利用已有实验对模拟进行了验证,表明细水雾能够扑灭食用油火,并且能够明显地降低食用油温度,达到防止复燃的目的。在细水雾的几种雾特性中,总体上看,喷雾压力和水流速增大,灭火时间都会缩短;雾化锥角以及喷头与火源的相对位置都是数值越小,灭火时间越短。所以,细水雾的自身雾特性对灭火效率有很大影响,在一定范围内增大水雾压力和流量能够显著减少灭火时间,但是压力增大到1.5MPa或者流速达到5m/s以后,效果就不明显了;所以,应在能覆盖住火灾区域和不影响工作区间的前提下,尽量调小雾化锥角以及喷头与火源的相对距离,这样既经济又能使灭火效率持续高效,所以细水雾是扑灭食用油火的高效环保的灭火剂。将厨房置于综合体建筑,在消防系统失效的极端条件下,对综合体建筑火灾蔓延规律数值模拟研究发现,在模拟时间内,能见度最先到达危险临界点,烟气温度远远没有达到危险临界值。主要研究了细水雾自身雾特性对灭火效率的影响,再在极端条件下,对综合体建筑进行火灾蔓延规律分析。就是希望能够为扑灭食用油火提供指导,找出最经济有效的细水雾自身特性参数组合,为细水雾扑灭食用油火的设备设计和研发提供理论上的帮助。此外,以综合体建筑为实例,该火灾蔓延情况的模拟结果可以作为定量消防论证的一部分,为人员疏散提供指导,以便更好地制定综合消防策略规划。
【学位单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU998.1
【部分图文】：

基于FDS 的细水雾灭食用油火及综合体火灾数值模拟研究火灾 72 起，与 2014 年持平。其中，特别重大火灾发生 1 起，014 全年未发生特别重大火灾）；重大火灾 3 起，同比减少 2 起增加 1 起。另外，全年还发生了例如，“3·4”工业酒精燃爆（品商贸中心）、“8·12”特别重大火灾爆炸事故（天津港）、东东营）、“10·10”小吃店燃气爆炸（安徽芜湖）等多起有重，导致了重大人员伤亡和财产损失。仅在 2015 年一整年的灭火1 名一线的消防官兵献出了年轻的宝贵生命，而其中仅仅天津爆炸事故就牺牲了消防指战员 24 名之多。火患猛如虎，除了进，防消结合”的八字方针以外，对火灾的研究工作也应该得到极安部消防局发布的 2016 年全国火灾情况分析的部分图表。

利点发生火灾，进行火灾蔓延规律模拟分析，最后得出人员高度处火和烟气特性，并与临界值进行对比，对建筑的安全性作出评价，并指究的主要方法来，随着计算机硬件的飞速发展，火灾动态数值模拟计算也得到了长。目前，应用广泛的火灾数值模拟模型主要有专家系统（Expert SysZone Model）、场模型（Field Model）、网络模型（Network Model）rid Model）[33]。由于场模拟可以精确模拟火灾现象，目前计算机硬件更加广泛的应用。火灾动力学模拟软件 FDS（Fire Dynamics Simulat标准与技术研究院（NIST，National Institute Standard Technology）开的火灾动力学软件[34]。由于 FDS 的准确性已经在这些年得到了大量，FDS 成了火灾科学领域应用最为广泛的火灾动态模拟器。火灾实验的特殊性和危险性，笔者采用 FDS 数值模拟软件进行模拟型、网格划分、数值运算、后处理等得到最终结果。如图 1.2 为 FDS

图 2.2 细水雾雾化锥角过程当中，产生的雾滴粒径不可能完全均匀相可以用平均粒径或累计体积百分数来表征。特过程中，体积平均粒径是最多用的计算方法。小于某一直径的雾滴体积在其中所占的百分数特性。为简化计算，通常情况下，引入参数平为[39]： 00//mmDmDmn DnDD dn dD dDDD dn dD dD 径，0D 、mD 分别为最小和最大直径， dn /dD为从0 到4的整数。 、 不同时，直径的含义

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本文编号：2809542