细水雾耦合通风系统控制地铁火灾实验和数值分析

目录
第1章 绪论 1
1.1 地铁火灾危险性 1
1.2 地铁火灾安全技术 2
1.2.1 地铁火灾烟气蔓延的特点 2
1.2.2 地铁火灾烟气的被动控制措施 5
1.2.3 地铁火灾烟气的主动控制措施 6
1.2.4 细水雾灭火技术 8
1.3 火灾动力学实验研究方法 10
1.3.1 相似理论 10
1.3.2 实验测试仪器 11
1.4 细水雾控制火灾数值模拟的理论基础 18
1.4.1 基本守恒方程 18
1.4.2 湍流流动的数值模拟理论 20
1.4.3 燃烧模型 21
1.4.4 细水雾模型 22
1.4.5 网格的划分与优化 26
第2章 通风环境中受限空间火灾动力学的实验研究 27
2.1 活塞风影响下地铁站台风速场的实测 27
2.1.1 测试方案 28
2.1.2 无车工况站台速度场的测试和研究 30
2.1.3 单向列车进出站工况站台速度场的测试和研究 31
2.1.4 双向列车进出站工况站台速度场的测试和研究 32
2.2 活塞风影响下受限空间火灾发展机制的实验研究 33
2.2.1 实验方案 34
2.2.2 厚度∶高度∶边长比为15∶100∶300酒精池火的发展机制 35
2.2.3 厚度∶高度∶边长比为20∶100∶300酒精池火的发展机制 38
2.3 不同通风条件下火灾轰燃发生的机制 39
2.3.1 轰燃实验方案 40
2.3.2 轰燃发生的临界参数分析 43
2.3.3 燃料的燃烧特性对轰燃的影响 54
2.3.4 开口方式对轰燃的影响 62
2.3.5 机械排烟对轰燃的抑制作用 69
2.4 本章小结 75
第3章 细水雾与受限空间火灾的相互作用及影响因素 76
3.1 细水雾灭火的主导机理 76
3.1.1 传热学作用 76
3.1.2 窒息作用 78
3.1.3 动力学作用 78
3.2 细水雾雾场特征参数测试 81
3.2.1 测试方案 81
3.2.2 雾锥角 83
3.2.3 有效雾通量 84
3.2.4 不同压力下细水雾速度场分析 85
3.2.5 不同高度的速度变化分析 89
3.3 自然通风条件下细水雾灭火机理的实验分析 95
3.3.1 实验设计 95
3.3.2 池火作用下细水雾雾场的特征参数 98
3.3.3 细水雾作用下池火火场温度的分布规律 100
3.3.4 细水雾灭火的传热学与动力学机制 103
3.4 自然通风条件下细水雾控制火灾轰燃的有效性及机理分析 106
3.4.1 实验设计 107
3.4.2 细水雾雾场的特征参数 109
3.4.3 细水雾控制单开口受限空间火灾轰燃的有效性 116
3.4.4 细水雾控制单开口受限空间火灾轰燃的机理 128
3.4.5 细水雾控制双开口受限空间火灾轰燃的机理 136
3.5 通风和细水雾耦合控制受限空间火灾轰燃的机理及有效性 142
3.5.1 不同通风条件下受限空间火灾轰燃的机理 143
3.5.2 机械通风条件下不同时间开启细水雾控制火灾轰燃的机理及有效性 148
3.6 本章小结 152
第4章 细水雾与通风耦合系统对隧道火灾的控制作用 154
4.1 不同通风模式下隧道池火热传递过程的实验研究 154
4.1.1 实验设计 154
4.1.2 不同通风条件下燃料的质量损失速率 156
4.1.3 通风方式对池火和周围环境热交换过程的影响 157
4.1.4 通风方式对隧道火灾温度场的影响 160
4.2 细水雾与顶部排烟耦合系统对火灾的控制作用 162
4.2.1 实验设计 162
4.2.2 细水雾与顶部排烟耦合作用下火源的热释放速率 165
4.2.3 细水雾与顶部排烟耦合系统的冷却作用 166
4.2.4 细水雾与顶部排烟耦合系统对CO体积分数的影响 166
4.2.5 细水雾与顶部排烟耦合系统对能见度的影响 167
4.3 细水雾与纵向通风耦合系统对火灾的控制作用 169
4.3.1 单喷头细水雾与纵向通风耦合系统灭火有效性和影响因素分析 169
4.3.2 双喷头细水雾与纵向通风耦合系统抑制池火的实验研究 174
4.4 细水雾与不同排烟模式耦合系统灭火的有效性及主导机理 179
4.4.1 细水雾与不同排烟模式耦合系统灭火效果的对比 180
4.4.2 细水雾与不同排烟模式耦合系统灭火的主导机理 183
4.5 通风与细水雾耦合作用的尺度模拟分析 185
4.5.1 尺度模拟模型的建立 185
4.5.2 尺度模拟的验证 186
4.6 本章小结 189
第5章 地铁站防排烟技术的实验和数值模拟 191
5.1 地铁站空气幕耦合机械通风技术的性能化分析 191
5.1.1 空气幕防烟的理论模型 191
5.1.2 空气幕耦合机械排烟系统控烟实验研究和优化分析 195
5.1.3 深埋地铁站台空气幕耦合机械排烟系统的性能化分析 209
5.2 地铁站细水雾雾幕防烟的性能化分析 220
5.2.1 细水雾雾幕防烟性能的实验测试 221
5.2.2 活塞风影响下细水雾雾幕对站台火灾蔓延的控制作用 227
5.3 本章小结 230
第6章 地铁车站机械通风耦合细水雾灭火系统的模拟分析 231
6.1 细水雾控制地铁列车车厢火灾的模拟分析 231
6.1.1 地铁列车车厢细水雾灭火数值模拟模型的建立 231
6.1.2 开口条件对灭火的影响 232
6.1.3 细水雾灭火的*佳喷雾量 237
6.1.4 细水雾灭火系统的*优安装高度 239
6.2 活塞风影响下地铁站台细水雾灭火有效性分析 242
6.2.1模型的建立 243
6.2.2 活塞风影响下地铁站台火灾烟气蔓延规律的分析 244
6.2.3 活塞风影响下细水雾对地铁站台火灾的控制作用 246
6.3 活塞风影响下细水雾耦合机械排烟系统对地铁站台火灾的控制作用 248
6.3.1 活塞风影响下耦合系统对火灾热释放速率的控制作用 248
6.3.2 CO体积分数分析 249
6.4 本章小结 250
参考文献 251