火灾烟流在建筑通道中流动的温度变化规律
火灾中的烟雾蔓延速度了解烟气移动的规律
火灾中的烟雾蔓延速度了解烟气移动的规律火灾中的烟雾蔓延速度：了解烟气移动的规律火灾是一种极其危险的场景，除了火势的猛烈扩散外，烟雾的蔓延也是给人们带来巨大威胁与伤害的因素之一。
了解火灾中烟雾蔓延速度以及烟气移动的规律，对于火灾防控与室内逃生安全具有重要意义。
本文将深入探讨烟雾蔓延速度的影响因素、烟气移动的规律以及火灾中的烟雾控制措施。
一、烟雾蔓延速度的影响因素在火灾中，烟雾的蔓延速度受到诸多因素的影响，主要包括以下几个方面：1. 火源特性：火源的温度、燃烧物质的种类和量，直接影响烟雾的产生和蔓延速度。
高温火源和易燃物质将使烟雾生成迅速，加快蔓延速度。
2. 火场结构：火灾发生的场所和结构物的特点决定了烟气的流动路径。
开放式空间中的烟雾蔓延速度较快，而封闭或狭窄的空间则会限制烟气的流动，使其速度较慢。
3. 通风条件：通风条件是影响烟气移动的重要因素之一。
自然通风和人工通风的存在与否以及通风口的位置和大小都会直接影响烟雾的蔓延速度。
4. 居住环境：室内的温度、湿度、空气流动等环境因素也会对烟雾蔓延速度产生影响。
较高的温度和低湿度有利于烟气上升和水平扩散。
二、烟气移动的规律烟气移动在火灾场景中呈现出一定的规律，主要包括以下几个方面：1. 烟气上升：火灾中烟气通常会向上升腾，这是因为烟气具有较低的密度和较高的温度，比空气轻，形成浮力而上升。
烟气的上升速度取决于火源的燃烧强度和室内空气的通风情况。
2. 烟气水平扩散：烟雾在向上升腾的同时，也会水平扩散。
这是因为烟气释放的热量和烟气的动能，使烟雾分子克服空气阻力，沿着水平方向扩散。
扩散速度受到烟气流动路径、通风条件和空间结构的限制。
3. 烟气下降：当烟气上升遇到屋顶、墙壁等障碍时，由于空间受限，烟气将会产生下降的趋势。
下降速度取决于空间结构和烟雾的温度、密度等因素。
三、火灾中的烟雾控制措施为了减少烟雾蔓延速度对人员生命安全的威胁，需要采取一系列的烟雾控制措施：1. 预防为主：加强火灾预防工作，定期检查火灾报警系统、防火设施和灭火器材的完好性和可用性，减少火灾的发生概率和规模。
火灾烟气流动规律
火灾烟气流动规律引言火灾是一种常见的灾害，不仅会造成财产损失，还可能导致人员伤亡。
在火灾中，烟气是最主要的危险因素之一。
了解火灾烟气的流动规律对于有效地进行火灾预防和应急处理至关重要。
本文将详细介绍火灾烟气的流动规律，并探讨其影响因素和应对措施。
火灾烟气的流动规律火灾烟气的流动规律可以分为两个方面：上升流和水平扩散。
上升流在火场发生时，由于燃烧物质产生的高温和大量的热量释放，空气被加热并膨胀，形成上升流。
上升流是火灾烟气向上运动的主要驱动力。
上升流受到多种因素的影响，包括以下几点： 1. 火源温度：火源温度越高，上升流速度越快。
2. 燃料类型：不同材料燃烧所产生的热量和烟气的密度各不相同，从而影响上升流的速度和方向。
3. 火场尺寸：火场尺寸越大，上升流越强烈。
水平扩散除了上升流，火灾烟气还会在水平方向上扩散。
这主要取决于以下因素： 1. 烟气密度：烟气密度越大，水平扩散能力越差。
2. 通风条件：通风条件对于火灾烟气的水平扩散起着重要作用。
如果有良好的通风条件，烟气会更容易被排出建筑物或火场。
影响火灾烟气流动规律的因素火灾烟气的流动规律受到多种因素的影响，下面我们来详细介绍几个主要因素：温度差异温度差异是导致火灾烟气产生上升流的主要原因之一。
由于火源释放出的高温空气比周围环境温度高，形成了温度梯度。
这种温度差异导致了空气密度变化，从而产生了上升流。
空间几何形状建筑物的空间几何形状对火灾烟气的流动规律起着重要影响。
狭长通道会加速烟气的流动速度，而宽敞的房间则会减缓烟气的流动速度。
通风条件通风条件是影响火灾烟气水平扩散的重要因素。
如果建筑物具有良好的通风系统，能够及时排出大量的烟气，从而减少了火灾蔓延和扩大的可能性。
燃料类型和堆放密度不同类型的燃料在燃烧时会产生不同密度和温度的烟气。
堆放密度也会影响火灾烟气流动规律。
高密度堆放的物品会导致更多的热量积聚和更慢的上升流速度。
应对火灾烟气流动规律的措施了解火灾烟气的流动规律可以帮助我们采取相应措施来预防和处理火灾。
公路隧道火灾烟气流动规律及通风防排烟对策研究
公路隧道火灾烟气流动规律及通风防排烟对策研究摘要伴随着交通业的迅速发展，世界范围内建成了越来越多的隧道，其中绝大部分是公路隧道。
公路隧道在给人们带来便利交通的同时，也给火灾防治带来了许多问题。
公路隧道火灾可能成为人员群死群伤、车损洞毁、交通中断的重大恶性火灾，造成巨大的经济损失和恶劣的社会影响。
因此，研究公路隧道火灾的烟气流动的规律及防排烟具有非常重要的意义。
本文首先介绍了公路隧道火灾的特点及当今世界范围内公路隧道火灾的典型案例，在详细分析了火灾时隧道内温度场、压力场以及隧道坡度等因素对火灾不同发展阶段公路隧道内烟气流动规律的影响和制约的基础上，对公路隧道横向、纵向等各种不同的通风排烟方式的特点进行了探讨与分析。
在对公路隧道横向、纵向通风排烟方式在实践中遇到的一些困难和问题进行详细探讨研究的基础上，对公路隧道横向、纵向通风排烟方式提出了相应的改进措施，为隧道火灾防排烟系统的工程设计、灭火救援提供一定的理论依据和技术支持。
关键词公路隧道；烟气流动；火灾；防排烟Study on the Law of Fire Smoke Movement andCountermeasures of Ventilation and Smoke ControlAbstractWith the rapid development of transportation industry,more and more tunnels have been built in the world, most of which are highway tunnels. Highway tunnels facilitate the transport of people. However, at the same time, they bring a lot of problems to the fire prevention and control. Tunnel fire may be a devastation which might cause great casualty, vehicles damaged; tunnel collapses and major traffic disruption, causing huge economic losses and adverse social impacts. Therefore, it has significant meanings to study the law of the smoke movement in the tunnel fire and the smoke prevention and exhausting.At the beginning, this paper introduces the characteristics of tunnel fire and the typical case in tunnel fire around the world nowadays.On the basic of detailed analysis on the tunnel temperature field, pressure field, as well as factors such as the tunnel slope influence and restrict the law of flue gas movement on different stages of fire, the paper exploresand analysis the characteristics of different ways on exhausting the smoke, such as horizontal emission and vertical emission and so on. Besides, on the basic of exploring the difficulties and problems met when practicing the horizontal, vertical and so on ways of exhausting the smoke, the paper provides with the corresponding improvement on horizontal and vertical ventilation; it also provides with theoretic foundation and technical supports on the engineering design, fire-fighting and rescue of the tunnel fire prevention and exhausting system.Key wo rds highwaytunnel; smoke movement; fire; smoke control目录中文摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)1 引言 (1)2 公路隧道火灾事故概述 (2)2.1公路隧道火灾案例 (2)2.2公路隧道火灾的特点 (2)2.3公路隧道火灾的危害 (4)3 隧道火灾烟气流动规律及影响因素 (4)3.1火灾时隧道内温度场分布对烟气流动的影响 (4)3.1.1燃烧温度 (4)3.1.2温度场分布 (5)3.1.3温度场的扩散速度与范围 (6)3.2火灾时隧道内压力场分布对烟气流动的影响 (7)3.2.1隧道内的风流压力变化 (7)3.2.2隧道内的风速变化 (8)3.3火灾时隧道坡度对烟气流动的影响 (8)3.3.1无通风的情况 (8)3.3.2有通风的情况 (8)4 公路隧道通风及防排烟 (9)4.1公路隧道通风排烟的目的 (9)4.2公路隧道通风排烟系统简介 (9)4.3公路隧道通风及排烟方式 (10)4.3.1横向通风排烟 (10)4.3.2纵向通风排烟 (10)4.3.3半横向通风排烟 (10)4.4公路隧道通风及排烟方式选择的影响因素 (10)5 公路隧道火灾通风排烟中遇到的问题及改进措施 (11)5.1横向通风排烟存在问题及改善措施 (11)5.2纵向通风排烟存在问题及改善措施 (11)6 结束语 (12)参考文献 (13)致谢 (14)1 引言随着交通业的迅猛发展，世界范围内建成了越来越多的隧道，尤其是公路隧道。
第六章 建筑火灾烟气流动
火灾时产生的烟气的浓度，一般取决于火灾房间 的燃烧状况。为了研究各种材料在火灾时的发烟特 性，有人在恒温的电炉中燃烧试块，把燃烧所产生 的烟集蓄在一定容积的集烟箱里，同时测定试块在 燃烧时的质量损失和集烟箱内烟气的浓度，将测量 得到的结果列于表6.1中。 2）建筑材料的发烟量与发烟速度 各种建筑材料在不同温度下燃烧时，其单位质量 所产生的烟气量是不同的。 除了发烟量外，火灾中影响生命安全的另一重要 因素就是发烟速度，既单位时间内单位质量的可燃 物燃烧时的发烟量。
2）火灾紊流 火灾紊流的上升烟流量，对烟层下降有较大影响 的紊流区段，在高度Z处紊流质量流量m表示为：
m Cm (
2 a g
c p Ta
)1 / 3 Q 1 / 3 Z 5 / 3
m Cm (
2 a g
c p Ta
)1 / 3 Q 1 / 3 ( Z Z 0 ) 5 / 3
式中：Ta——周围的温度，K； cp——空气比定压热容，kJ/(kg•K)； Z0——假设点热源位置，m； Cm——试验常数，在空气未紊乱的空间，可 取Cm=0.21，当周围空气紊乱时，此 值会增大。
1 2 1 2 v1 p1 gZ1 v2 p 2 gZ 2 2 2
式中：v——气流速度，m/s； Z——从基准面算起的高度，m； p——高度Z处的绝对压力，从外部垂直作 用于流管的断面，Pa.。
2）连续方程式 流体流动时，沿流向质量守恒，流动是连续的。 在总流中选取1-1,2-2断面，则可得出反映两断面间 流动空间的质量的连续性方程：
3）能见距离 研究表明，烟气的减光系数Cs与能见距离D之积 为常数，用C表示，其数值因观察目标的不同而不同。 例如，疏散通道上的反光标志、疏散门等C=2~4； 对发光型标志、指示灯等，C=5~10。 2~4 反光型标志及门的能见距离D： D
高层建筑火灾烟气竖直方向传播规律及分布研究
, 可以模拟受火灾浮升力驱动的多种流动
过程。 FDS 在模型的构建过程中较其它模型采用了 尽可能少的假设 , 其理论基础坚实, 能够描述很大范 围的火灾现象, 代表了目前火灾烟气运动数值模拟 的世界领先水平。其基本方程
[ 12 ]
如下 :
连续性方程 ( Conservation o fM ass) : t + ! u= 0
[ 11]
图 1 建筑模型标准层平面示 意图
2 3 参数设置 模拟对象为典型高层建筑 , 设定发生火灾时各 前室防火门及火灾房间房门为开启状态 , 其他房间 门窗均为关闭。火源的设置参考了 民用建筑防排 烟技术规程 中无喷淋的办公室、 客房 , 最大热释放 [ 13] 率为 6MW , 火源燃烧材料设置为木材。网格大 小设置为 0 25m ∃ 0 25m ∃ 0 3 m, 周围墙壁和顶棚 的材料设置为混凝土, 内部环境温度设 置为 15% , 外界设置为 10% 。在各层楼梯间 及走廊中线设置 了采样位置, 每个采样位置设置 高度为 1 8m 的数 据采样点 , 如图 1中 A、 B 点所示。
[ 7~ 8]
, 对于竖直方向尤其是在管道井和楼梯间
[ 9]
共同作用于烟气流动扩散研究较少。高层建筑火灾 中的火风 压产生 , 导 致高 温火 灾烟 流沿各 种通 道 , 如走廊、 楼梯间、 电梯井、 管道井、 电缆井和垃圾 井等通道, 从起火层向其上层或下层空间蔓延。本 文对于高层建筑结构进行了典型的抽象, 在防火门 开启不能起到防烟作用的情 况下, 以 ! 起火房间 走廊 - 楼梯间前室 - 楼梯间 /管 道井 - 楼梯间前室 - 走廊 ∀为典型结构进行了火灾烟气运动的模拟研 究。
[ 1]
图 9 楼梯间温度变化情况
第七讲 火灾时期风流的紊乱
4、再生火源
井下发生火灾时，原生火源排出的高温烟流在流经的沿途掺入新风 的地点再次着火，并引燃木支架或煤壁所生成的火源称之为再生火源。 从原生火源排出的火烟具有高温的特点，在流经的巷道中，如果没 有新风流的参入，烟流因缺氧无法引燃巷道中的可燃物。但如果高温烟流 流经的巷道有新风流的参入，当烟流温度高于巷道中可燃物（木背板、木 支架、电缆、皮带等）的着火点时高温烟流将在参新风的地点再次发生燃 烧，形成再生火源。 再生火源的产生，将是非常危险的，它将使事故扩大、造成风流紊 乱。产生再生火源的危险性与火烟的温度、成分有密切的关系，在下列几 种条件下都可能产生再生火源。
取 则
C PS C PV C Pm
Tm m S TS m V TV
(6-2O)
当烟流温度为Ts=50O℃，风流温度Tv=20℃时，根据掺入烟流的风量不同， 所计算得的混合气体温度如表6-3。 表6-3 渗入烟流的风量不同，混合气体的温度表
mv（%）
Tm（℃）
10
452
20
404
30
352
第七讲 火灾时期风流的紊乱
2013-9-12
第一节 火灾时期常见的风流紊乱形式
一旦矿井发生火灾事故，不管是内因火灾还是外因火灾，由于是缺 氧燃烧，往往成生大量的有毒有害气体及高温烟流。如果烟流流经的 通道不畅通以及火源温度特别高，生成大量的烟雾，则往往容易造成 矿井风流局部或全矿性的紊乱，烟流可能侵入不该到达的区域。如果 没有正确的防范措施，将会造成严重的后果，导致事故的扩大，造成 更大的伤亡事故。 例如1947年1月30 波兰莫泽尤夫矿，采区上山发生火灾，由于矿井 通风管理薄弱，加之领导对火灾时期风流的变化规律缺乏知识，处理 不当，以至位于火区上风侧远离火源的采区遭到有毒气体的侵袭，致 使２５人物股丧生。 1)矿井概况 通风系统示意图(图6-33a)与网路图(图6-33b)只绘出了与火灾有 关部分。风流从进风井筒进入生产水平后，通过大巷、石门(2-3-1-5) 分别流向矿井两翼的各个煤层采区。西翼采区因自然发火封闭，生产 安排在东翼采区和西翼的上阶段。暗井是从上阶段下放重车的通道。
建筑火灾的发展蔓延规律
四、建筑物内火灾蔓延模式 （1）水平蔓延 （2）垂直蔓延
7
五、建筑物间火灾的蔓延 火从着火建筑向邻近建筑蔓延的形式主要 有热对流、热辐射和飞火三种。
8
3
一、建筑火灾发展的阶段 3.室内火灾的熄灭阶段 特点：
（1）可燃物减少 （2）燃烧速度减慢 （3）温度下降
4
二、建筑火灾蔓延的主要方式 火灾蔓延的方式有三种
（1）热辐射 （2）热对流 （3）热传导 建筑火灾内蔓延的主要方式是：热对流。 即高温烟气的蔓延就是火势的蔓延。
三、建筑物内火灾蔓延途径 （1）内墙门 （2）外墙窗口 （3）楼板上的孔洞、建筑物内的各种管 道竖井 （4）房间隔墙 （5）穿越楼板、墙壁的管线和缝隙
建筑火灾的发展蔓延规律
1
一、建筑火灾发展的阶段
1.室内火灾的初期阶段
特点： 燃烧范围不大，仅限于点火源附近； 室内温差大，室内平均气温低； 火灾发展速度较慢； 火灾发展时间受火源、可燃物性质、分 布、通风条件影响，长短差别较大。
2
一、建筑火灾发展的阶段 2.室内火灾的全面发展阶段 特点： （1）火灾规模迅速增大、高温 （2）释放出可燃气体 （3）全面起火、轰燃
火灾烟气流动规律
火灾烟气流动规律概述火灾烟气流动规律是研究火灾中产生的烟气在室内或其他封闭环境中的流动行为。
了解烟气的流动规律对于火灾预防和安全疏散具有重要意义。
本文将深入探讨火灾烟气的流动过程、影响因素以及相关安全措施。
烟气流动在火灾中，燃烧产生的烟气是造成人员伤亡和财产损失的主要原因之一。
烟气中含有大量有毒气体和悬浮颗粒物，其流动特性对于火场疏散、安全通道设计和消防设备等具有重要影响。
烟气流动是通过自然对流、强制对流和辐射传热三种方式进行的。
自然对流是由于烟气的密度较大，受重力作用产生的流动。
强制对流是通过通风设备或其他外部力量施加的压力差而产生的流动。
辐射传热是由于烟气中的热辐射导致气体的热膨胀，进而产生流动。
影响因素火源特性火源的温度、火势大小和燃烧物质的种类直接决定了烟气的温度、密度和化学成分。
火源的高温会导致烟气的密度减小，从而影响烟气的上升速度和流动方向。
空间布局室内的空间布局对于烟气流动具有重要影响。
通风口的位置和尺寸、隔墙的高度和材料等都会影响烟气的扩散和聚集。
狭小的空间容易造成烟气的堆积，增加火灾蔓延的速度和危险程度。
烟囱效应烟囱效应是指烟气在烟道或狭窄通道中由于热膨胀产生的向上流动。
烟囱效应可以加速烟气的排放和通风，但同时也会产生副作用，如将火灾扩散到其他区域或通风不足导致烟雾滞留。
外部环境外部环境的气流、温度和气压都会对烟气的流动产生影响。
风向和风速决定了烟气的传播方向和速度。
温度差异引起的气流变化也会改变烟气的流场分布。
安全措施火灾预防火灾预防是最有效的安全措施之一。
合理使用电器、防止短路、定期检查火灾隐患、配备灭火设备等都能有效减少火灾的发生。
此外，引入火灾报警系统和自动喷水灭火系统也能在火灾初期及时控制火势。
安全疏散火灾疏散的关键是及时有效地将人员从火场中撤离。
建筑物的设计应考虑易于疏散的通道和紧急出口。
在火灾发生时，正确进行疏散演练，提高员工和居民的火灾应急意识和自救能力。
通风设备通风设备是控制烟气流动的重要手段之一。
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& ! + ’ 就可以求得 通道末 端的烟 流温度 1 确定 热 去! 2 * 风压时 ! 常 采 用 通 道 的 平 均 温 度 计 算! 通道的平均
从 而! 可以得 温度可以 用 各 段 的 平 均 温 度 来 计 算 * 到 +时刻通道的平均烟流温度
& ’ & ’
1 2 9 $
+
! + + + * 2 9< =, =, % U 1, U< , $’ , $’
1 G: 1 式中! 为节点 H 在 1G : 时刻的温度 # 7 )+ 7 H H为 1 节点 H 在 1时刻的温度 # 在 1时 I: )+ 7 H I :为节点 H
刻的温度 # )=
> 离散化方程
求解上述模型是一个比较复杂的问题 # 与一般 固体传热的计算方法一样 # 火灾建筑围护结构热传 导的计算多采用数值解法 # 最常用的数值解法是差 分 法和有 限 元 法 = 有 限 元 法 由 于 计 算 量 大# 所以主 要用于计算温度变化大 ? 形状复杂的围护结构转角 部位以及热桥等局域区域的温度分布 = 差分法便于 处 理 规 则 问 题# 计 算 量 小# 且能够处理热导率 " 等 A 物性参数随温度的变化 @ 本文分析热烟流在建筑 = 计 算 量 大# 而且是一维 物 通 道中 流 动 的 温 度 变 化 # 模型 # 故采用差分法 = 为了用差分法将式 & 离散化 # 首先建立 : * B& C * 如图 -所示的差分网格 # 用相同间距将壁体分为 段# 相邻两个节点的距离为 E 并假 D F & E F/ ; % D * #
1
设在各单元体内温度是均一的 = 通过对空间和时间
6 # C A 的离散化 # 可以得到式 & 的差分方程 @ : * , E < 1 G 1 G 1 G: 7 / & 7 7 * H H G: H I: & E F * , E < 1 I : # H - 7 & E F *
@
A
& J *
图 6 对流边界条件的符号说明 = 6 M K L 5 N ’O P Q .R P SY P W a V Y T L P WO P X W \ Z S NY P W \ L T L P W .
( ’ V )
W 通道温度的求解程序
在网络解算过程中 ! 通道中的烟流温度计算是 基础部分 ! 每条通道的始端温度是通过网络解算得 根据 上 面 的 讨 论 ! 通道温度求解的程序框图 到的* 如图 V所示 * 用该程序可以分析通道中烟流温度随 时间的动态变化 ! 即可以求出通道中烟流的平均温 度及末端温度 * 而用平均温度可以计算该通道的热 风压 ! 这是进行高层建筑火灾全风网网络解算的基 础数据 *
( L 型主要求解墙壁的非稳态热传导 K 而对建筑通道 G
本文在非 中烟流温度的动态变化进行求解的很少 & 稳态热传导的基础上 G 对火灾时通道烟流温度的动 态变化规律进行了探讨 &
M 墙壁内的传热及边界条件
高层建筑发生火灾时 G 高温烟流在建筑物通道 内 蔓延 G 必 然 要 与 墙 壁 进 行 热 交 换& 首先是高温烟 然后是 流与墙壁内边界的受迫对流和辐射热交换 G 墙 壁 内 部的热传 导 G 到墙壁外侧E 在墙壁外侧与房 间相邻的情况下 F 又产生自然对流和辐射热交换 & G 墙壁和房间的热容量是有限的 G 因炽热烟流放 热 致使墙 壁 和 房 间 的 温 度 逐 渐 升 高 G 烟 流 与 墙 壁N 与房间的温差逐渐减小 G 传导的热量增大速率和房 间温度的升高速率也随时间减小 G 因而下风侧同一 地 点的烟流温度随时间升高& 计算通道烟流温度
温度变化为
, ! + , ! + / ( 1 4# 0 2 3 1 ’ ) * + < > + =, 对式 ( 在控制体内积分可以得到 ’ 0 ) , ! + 1 2 $3 , ! + , ! + 1 F G H3 2 3 1 ’ $ E ’
C A 析解 @ 在本模型中 # 取 ] / 6# 这样既可以保证较 =
快的计算速度 # 也可以达到所需要的精度 = 根 据式 & 可以写 出 1时 刻图 6所 示 的 具 有 6 * # 对流 边界 条件的 一 维 非 稳 态 热 传 导 系 统 内 部 对 流
C A 边界能量平衡的差分方程 @ 1 9 E F % " * 7 7 -G & 8 R # & _ * G 9 : E F % " 8 1 1 式 中! 在 1时刻的温度 # 为烟流在 7 )+ 7 - 为节点 R 1时刻的温度 # )‘ 1 7 :/
-
中国矿业大学学报
第6 :卷
式中 !" 为 墙壁的热 导率 # $% & ’ ()* + ,为 热 扩 散 率# 其中 # ’-% . # , /" % & 0 2 * & 0 1 1 为墙壁的比定压热 容# 3 4 % & 3 5( )* + 2为墙壁密度 # 3 5 % ’6* + 78 为墙壁 的初始温度 # )+ 7 )+ 7 9 8为通道烟流温度 # 9 :为外部 房间空气的温度 # )+ ;为墙壁厚度 # ’+ 9 8 为烟流与 墙壁对流换热系数 # $% & ’- ()* + 9 : 为墙壁与房间 为 空气对流换热系数 # $% & ’- ( )* + 7 为温度 # )+ < 时间 # . =
侧的温度 7 这是后面求解烟流温度的必需数据 = # :
1
c 通道中烟流温度的求解
实 际 上# 进 行 全 风 网 网 络 解 算 时# 往往需要知 道烟流在通道中的平均温度 # 而并不需要知道墙壁 中任意点的温度 = 采用矿井火灾烟流非稳态模拟方
: A 法@ 对长度为 d的任意通道 # 可以将其分为 D # :段
为 +时刻第 , 段 墙壁 内表面 的温度 ( 可用式( ; )求 出) ! :* 烟 流对 墙壁的 热交换 量 . 引起的烟流温度 , ! + 变化 可以用下式表示 1 2 !
+ , + . , ! ( ? ) + < > =, + + 式中 6 段控制体烟流的质量流量 ! < =,为 +时刻第 , @ C % ( @ AD :)* @ A % B 8 > + 为烟流的比定压热容 ! 由式 ( 和 可以得到 时刻第 段风流的 5 ) ( ? ) ! + , , ! + 1 2 $3
火灾流动烟流温度的计算 G 是高层建筑火灾全 同时也是建立可靠的 风网计算机动态模拟的基础 G 防 排烟系 统 与 人 员 疏 散 系 统 的 基 础 & 矿 井 火 灾 中G 虽然对巷道中的烟流温度进行了非稳态模拟 G 但模
" L 型是建立在半无穷大平壁假设上的 K 高层建筑火 &
灾中G 墙壁 的 厚 度 不 是 无 穷 大 G 墙壁外侧与房间或 外 部环境 相 邻 G 这 与 矿 井 烟 流 传 热 机 理 不 同& 在现 有高层建筑火灾烟流流动规律的模拟计算中 G 主要 集中于着火空间烟流流动规律的定量分析 G 一般模
E " F
边界条件为
Z [) GO[ O G E ( F ) Y O ][ ) G^ _ ‘ E O ‘ G E ! F ] [)[ P ) P )^ OF ] [) Y ] Y O ][ a G^ _ ‘ E O^ O F ‘ G E D F ] [a[ P " P " ] [a Y ]
收稿日期 @( ) ) ( ) ! ) D 基金项目 @北京市科学基金资助项目 E H B B ( ) " ) F 万方数据 作者简介 男G 江西省吉安市人 G 中国矿业大学教授 G 博士生导师 G 从事安全工程 N 消防工程和矿井通风与安 全 方 面 的 研 @周心权 E " B D * A F G 究b
第! "卷 第 !期 ( ) ) (年 *月
中国矿业大学学报
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火灾烟流在建筑通道中 流动的温度变化规律
周心权 G谢旭阳 G刘国法
中国矿业大学 资源开发工程系 G北京 E " ) ) ) H ! F
摘要 @高层建筑火灾时期 G 通道烟流的温度变化规律是消防工程设计的基础 & 基于从一维热传导 方程导出的单元体热平衡差分方程 G 结合控制体技术 G 运用非稳态方法更准确地计算了通道内烟 流温度的动态变化 G 为防排烟系统和人员疏散系统设计提供了基础数据 & 关键词 @高层建筑火灾 I热传导 I有限差分法 I控制体 中图分类号 @= B ( 4H 文献标识码 @J 时G 假设着 火 前 墙 壁 的 温 度 相 等 G 通道横剖面的温 并 且 墙 壁 与 房 间 之 间 不 存 在 热 辐 射& 墙壁 度一 致 G 的非稳态传热模型如图 "所示 E 图中表示的是某一 时 刻 各点的 温度 F 由于墙壁的传热参数E 如 密 度N & 比热容 N 热导率 F 随温度的变化而变化 G 所以 !条不 同温度曲线 O 变化不一样 & G G O O P " P ( P !