細水霧耦合通風系統(tǒng)控制地鐵火災實驗和數(shù)值分析

目錄
第1章 緒論 1
1.1 地鐵火災危險性 1
1.2 地鐵火災安全技術(shù) 2
1.2.1 地鐵火災煙氣蔓延的特點 2
1.2.2 地鐵火災煙氣的被動控制措施 5
1.2.3 地鐵火災煙氣的主動控制措施 6
1.2.4 細水霧滅火技術(shù) 8
1.3 火災動力學實驗研究方法 10
1.3.1 相似理論 10
1.3.2 實驗測試儀器 11
1.4 細水霧控制火災數(shù)值模擬的理論基礎(chǔ) 18
1.4.1 基本守恒方程 18
1.4.2 湍流流動的數(shù)值模擬理論 20
1.4.3 燃燒模型 21
1.4.4 細水霧模型 22
1.4.5 網(wǎng)格的劃分與優(yōu)化 26
第2章 通風環(huán)境中受限空間火災動力學的實驗研究 27
2.1 活塞風影響下地鐵站臺風速場的實測 27
2.1.1 測試方案 28
2.1.2 無車工況站臺速度場的測試和研究 30
2.1.3 單向列車進出站工況站臺速度場的測試和研究 31
2.1.4 雙向列車進出站工況站臺速度場的測試和研究 32
2.2 活塞風影響下受限空間火災發(fā)展機制的實驗研究 33
2.2.1 實驗方案 34
2.2.2 厚度∶高度∶邊長比為15∶100∶300酒精池火的發(fā)展機制 35
2.2.3 厚度∶高度∶邊長比為20∶100∶300酒精池火的發(fā)展機制 38
2.3 不同通風條件下火災轟燃發(fā)生的機制 39
2.3.1 轟燃實驗方案 40
2.3.2 轟燃發(fā)生的臨界參數(shù)分析 43
2.3.3 燃料的燃燒特性對轟燃的影響 54
2.3.4 開口方式對轟燃的影響 62
2.3.5 機械排煙對轟燃的抑制作用 69
2.4 本章小結(jié) 75
第3章 細水霧與受限空間火災的相互作用及影響因素 76
3.1 細水霧滅火的主導機理 76
3.1.1 傳熱學作用 76
3.1.2 窒息作用 78
3.1.3 動力學作用 78
3.2 細水霧霧場特征參數(shù)測試 81
3.2.1 測試方案 81
3.2.2 霧錐角 83
3.2.3 有效霧通量 84
3.2.4 不同壓力下細水霧速度場分析 85
3.2.5 不同高度的速度變化分析 89
3.3 自然通風條件下細水霧滅火機理的實驗分析 95
3.3.1 實驗設(shè)計 95
3.3.2 池火作用下細水霧霧場的特征參數(shù) 98
3.3.3 細水霧作用下池火火場溫度的分布規(guī)律 100
3.3.4 細水霧滅火的傳熱學與動力學機制 103
3.4 自然通風條件下細水霧控制火災轟燃的有效性及機理分析 106
3.4.1 實驗設(shè)計 107
3.4.2 細水霧霧場的特征參數(shù) 109
3.4.3 細水霧控制單開口受限空間火災轟燃的有效性 116
3.4.4 細水霧控制單開口受限空間火災轟燃的機理 128
3.4.5 細水霧控制雙開口受限空間火災轟燃的機理 136
3.5 通風和細水霧耦合控制受限空間火災轟燃的機理及有效性 142
3.5.1 不同通風條件下受限空間火災轟燃的機理 143
3.5.2 機械通風條件下不同時間開啟細水霧控制火災轟燃的機理及有效性 148
3.6 本章小結(jié) 152
第4章 細水霧與通風耦合系統(tǒng)對隧道火災的控制作用 154
4.1 不同通風模式下隧道池火熱傳遞過程的實驗研究 154
4.1.1 實驗設(shè)計 154
4.1.2 不同通風條件下燃料的質(zhì)量損失速率 156
4.1.3 通風方式對池火和周圍環(huán)境熱交換過程的影響 157
4.1.4 通風方式對隧道火災溫度場的影響 160
4.2 細水霧與頂部排煙耦合系統(tǒng)對火災的控制作用 162
4.2.1 實驗設(shè)計 162
4.2.2 細水霧與頂部排煙耦合作用下火源的熱釋放速率 165
4.2.3 細水霧與頂部排煙耦合系統(tǒng)的冷卻作用 166
4.2.4 細水霧與頂部排煙耦合系統(tǒng)對CO體積分數(shù)的影響 166
4.2.5 細水霧與頂部排煙耦合系統(tǒng)對能見度的影響 167
4.3 細水霧與縱向通風耦合系統(tǒng)對火災的控制作用 169
4.3.1 單噴頭細水霧與縱向通風耦合系統(tǒng)滅火有效性和影響因素分析 169
4.3.2 雙噴頭細水霧與縱向通風耦合系統(tǒng)抑制池火的實驗研究 174
4.4 細水霧與不同排煙模式耦合系統(tǒng)滅火的有效性及主導機理 179
4.4.1 細水霧與不同排煙模式耦合系統(tǒng)滅火效果的對比 180
4.4.2 細水霧與不同排煙模式耦合系統(tǒng)滅火的主導機理 183
4.5 通風與細水霧耦合作用的尺度模擬分析 185
4.5.1 尺度模擬模型的建立 185
4.5.2 尺度模擬的驗證 186
4.6 本章小結(jié) 189
第5章 地鐵站防排煙技術(shù)的實驗和數(shù)值模擬 191
5.1 地鐵站空氣幕耦合機械通風技術(shù)的性能化分析 191
5.1.1 空氣幕防煙的理論模型 191
5.1.2 空氣幕耦合機械排煙系統(tǒng)控煙實驗研究和優(yōu)化分析 195
5.1.3 深埋地鐵站臺空氣幕耦合機械排煙系統(tǒng)的性能化分析 209
5.2 地鐵站細水霧霧幕防煙的性能化分析 220
5.2.1 細水霧霧幕防煙性能的實驗測試 221
5.2.2 活塞風影響下細水霧霧幕對站臺火災蔓延的控制作用 227
5.3 本章小結(jié) 230
第6章 地鐵車站機械通風耦合細水霧滅火系統(tǒng)的模擬分析 231
6.1 細水霧控制地鐵列車車廂火災的模擬分析 231
6.1.1 地鐵列車車廂細水霧滅火數(shù)值模擬模型的建立 231
6.1.2 開口條件對滅火的影響 232
6.1.3 細水霧滅火的*佳噴霧量 237
6.1.4 細水霧滅火系統(tǒng)的*優(yōu)安裝高度 239
6.2 活塞風影響下地鐵站臺細水霧滅火有效性分析 242
6.2.1模型的建立 243
6.2.2 活塞風影響下地鐵站臺火災煙氣蔓延規(guī)律的分析 244
6.2.3 活塞風影響下細水霧對地鐵站臺火災的控制作用 246
6.3 活塞風影響下細水霧耦合機械排煙系統(tǒng)對地鐵站臺火災的控制作用 248
6.3.1 活塞風影響下耦合系統(tǒng)對火災熱釋放速率的控制作用 248
6.3.2 CO體積分數(shù)分析 249
6.4 本章小結(jié) 250
參考文獻 251