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车厢内火灾阴燃阶段烟气扩散及早期探测研究

作　者: 盛良薇
导　师: 施志钢；胡松涛
学　校: 青岛理工大学
专　业: 供热、供燃气、通风与空调工程
关键词: 列车火灾阴燃阶段烟气浓度烟气探测
分类号: U270.389
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 24次
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内容摘要

由于列车高速运行,而车厢相对封闭,空间狭小,人员密度大,一旦发生火灾,火势发展迅速,并可能会在短时间扩散到整个列车,造成人员伤亡和重大的经济损失。为了减少发生列车火灾,火灾探测技术已开始逐渐被应用到列车火灾的预防工作中。火灾发生初期时,对人群产生主要威胁的不是火焰本身,而是在于火灾所释放出的烟气,其毒性、遮光性等特点对人群疏散有重要影响。因此,研究火灾时阴燃阶段烟气的流动特征可以提前探测火情提早消灭火灾。而研究火灾初期阴燃阶段产生的烟气的运动特性对火灾的探测有重要的实际意义。首先,本文建立列车车厢CFD物理模型和烟气流场的数学模型,根据烟气浓度场的模拟结果和探测器布置原则,确定探测的关键位置是离烟源位置距离为5m的探测点和回风口位置,并分析关键位置及典型截面烟气流动的变化,提出探测器相应的最佳的安装位置。为列车探测器的安装提供依据。其次,搭建1:1的车厢模型烟气探测试验台,通过测试探测器在关键位置的动作时间及阈值间接得出关键位置各个时刻的烟气浓度。通过实验数据验证CFD模型的正确性。最后,根据火灾初期阴燃阶段产生的烟气特点,分析不同烟源位置、发烟量的大小、不同空调的送风方式、送风量的变化、车厢门的开启和空调系统的启停等情况下的烟气扩散特性。通过以上分析为合理地布置火灾探测器,提高火灾早期探测的准确性提供参考。

全文目录

摘要  7-8
ABSTRACT  8-10
第1章绪论  10-17
  1.1 研究背景  10-14
  1.2 国内外研究现状  14-16
    1.2.1 国外研究现状  14-15
    1.2.2 国内研究现状  15-16
  1.3 主要研究内容  16-17
第2章烟气及探测基础知识  17-26
  2.1 烟气的基础知识  17-20
    2.1.1 烟羽作用  18-19
    2.1.2 阴燃的传播  19-20
  2.2 火灾烟气探测  20-24
    2.2.1 火灾探测参量  20-21
    2.2.2 光电火灾烟气探测  21-24
  2.3 探测器的布置原则  24-25
  2.4 本章小结  25-26
第3章烟气流场模型建立及实验验证  26-53
  3.1 烟气流动的数学模型  26-38
    3.1.1 湍流概述  26-28
    3.1.2 数学模型建立  28-38
  3.2 列车车厢内烟气流场物理模型的建立  38-40
    3.2.1 列车结构简介  38-39
    3.2.2 车厢内烟气流场简化  39-40
  3.3 模型网格划分与数值模拟边界条件的确定  40-42
    3.3.1 模型网格划分  40
    3.3.2 固体壁面边界条件的确定  40
    3.3.3 入口边界条件的确定  40-41
    3.3.4 出口边界条件的确定  41
    3.3.5 烟源及烟气的简化处理  41-42
  3.4 CFD 模拟结果  42-45
    3.4.1 关键位置的选取  42-43
    3.4.2 模拟结果的分析  43-45
  3.5 烟气实验验证  45-52
    3.5.1 烟气实验台介绍  45-47
    3.5.2 实验结果和模拟结果比较分析  47-52
  3.6 本章小结  52-53
第4章烟气探测影响因素模拟研究  53-72
  4.1 不同烟源位置对烟气流场的影响  53-58
  4.2 不同的发烟量对烟气流场的影响  58-60
  4.3 不同的送风方式对烟气流场的影响  60-63
  4.4 不同的送风量对烟气流场的影响  63-66
  4.5 车厢门的启闭对烟气流场的影响  66-68
  4.6 空调系统的启停对烟气流场的影响  68-71
  4.7 本章小结  71-72
结论与展望  72-74
参考文献  74-78
攻读硕士学位期间发表的学术论文  78-79
致谢  79

车厢内火灾阴燃阶段烟气扩散及早期探测研究

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