回燃现象的非线性动力学模型
回燃现象的非线性动力学模型
翁文国"范维澄
#中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室"合肥$%&&$’(
摘要)回燃是在通风受限的建筑火灾进入缺氧燃烧甚至闷烧后"由于新鲜空气的突然大量补充引起热烟气急剧燃烧的现象"这种转捩现象是典型的非线性行为*利用能量平衡原理建立了建筑火灾中回燃现象的简化数学模型"并利用非线性动力学中的突变原理分析其突变机理*结果表明"回燃现象是一种典型的突变行为"具有突变的一般特性*
关键词)建筑火灾+回燃+非线性动力学+突变
中图分类号),-.-/.文献标识码)0文章编号).&&’123-&#$&&$(&-1&%.-1&4
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在通风受限的建筑物内"在火灾发生过程中"由于新鲜空气的补充不足以满足加速燃烧的要求"燃烧将逐步进入缺氧性燃烧状态"这时建筑物内的热烟气中会含有大量的可燃成分*如果由于某种原因#门的突然打开或窗玻璃突然破裂等(造成新鲜空气的突然进入"热烟气将会发生极强烈的燃烧"室内温度将迅速升高"并促使初期火灾转变为轰燃或爆燃"这种现象就是建筑火灾中的回燃现象*显然"回燃现象由于其突然性和强大的破坏性威胁着人类的安全"特别是消防人员的安全s."$t*这种燃烧与烟气组分u温度和环境条件都有关"但目前还没有合理的数学模型"被认为是火灾科学中有待深入研究的难点之一s%t*
目前"回燃现象的研究仅限于实验研究s$t"但由于其本身特有的突变行为使仅利用现有的实验条件很难真正理解其物理机理*本文试图利用突变原理建立其简化数学模型"并利用非线性动力学中的突变原理分析其突变机理*
v回燃现象的数学模型
建筑火灾中回燃现象的产生可分为六个阶段)点火阶段u自由燃烧阶段u缺氧闷烧阶段u补氧爆燃阶段u
第2卷#$&&$(第-期
燃烧科学与技术
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基金项目)国家重点基础研究专项经费#$&&.e)-&*’&&(+国家自然科学基金资助项目#4**%’.-&(*
作者简介)翁文国#.*3’+("男"博士研究生*J1l X S d)m O m M N O,l X S d/P a W T/M b P/T N*
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