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某卷烟配送立体仓库火灾及烟气控制数值试验

作　者: 侯立萌
导　师: 易丽军
学　校: 广西大学
专　业: 采矿工程
关键词: 卷烟 立体仓库 火灾 烟气控制 数值试验
分类号: X932
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 27次
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内容摘要


烟草类仓库发生火灾时,不仅具有普通仓库火灾的特点,更由于其储存物有较强的可燃性,使得火灾一旦发生会在短时间内迅速蔓延不可控制,烧毁大量烟草产品和机器设备,造成巨大的经济损失。研究仓库火灾发生发展规律对于卷烟仓库的火灾危险的消除、控制和保护人员和财产损失具有重要意义。论文以某城市卷烟配送立体仓库为研究对象,运用FDS火灾模拟软件对其火灾及烟气运动和控制进行了数值试验。首先,选取仓库内典型成品卷烟作为样本进行热重分析,通过热解实验测得烟丝的着火温度、燃烧特性指数、活化能值,为数值试验参数设置提供依据。其次,根据仓库实体尺寸建立数值模型,运用FDS大涡模拟方法分别对其在无排烟措施下和自然排烟、机械排烟下的火灾场景进行模拟计算,得到各场景火灾烟气蔓延规律及温度分布情况,并对自然排烟和机械排烟效果进行对比。结果表明：自然条件下火势发展迅速,温度、CO浓度、能见度各参数很快达到人的危险耐受极限,人员安全疏散时间只有326s；自然排烟效果较好,机械排烟改善了火场的能见度并降低了CO含量,但由于机械负压作用将大量新鲜空气引入火场,使火灾加剧。按照NFPA92B中根据烟层高度和火灾强度计算方法设置的机械排烟量将烟层高度控制在4.5m处,相比《高层建筑防火设计规范》体积换气法设计更为合理。最后,按照数理统计原理将排烟口位置、排烟口数量、排烟口风速、排烟量四个因素排列组合,用FDS对组合条件下的火灾场景进行试验,讨论各因素对机械排烟效果的影响。结果表明：“顶棚”排烟优于“侧壁”排烟；在排烟量一定的情况下增加排烟口数量排烟效果较好；增大排烟量有利于烟气排出,但另一方面又会加剧火势；排烟口风速过大会造成烟气“吸穿现象”,降低排烟效率,因此应根据建筑的具体参数进行合理设置,过大过小都无法取得理想的排烟效果。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-11
第一章 绪论  11-21
  1.1 研究背景  11-17
  1.2 研究意义  17-18
  1.3 研究现状  18-20
  1.4 研究方法及内容  20-21
第二章 火灾模型及FDS论基础  21-30
  2.1 火灾模型的种类  21-22
  2.2 火灾过程的场模拟程序FDS  22-29
    2.2.1 FDS的特点  22-24
    2.2.2 FDS基本守恒方程  24-25
    2.2.3 大涡模拟(LES)  25-26
    2.2.4 燃烧模型  26-28
    2.2.5 热辐射模型  28
    2.2.6 数值模拟工作步骤  28-29
  2.3 本章小结  29-30
第三章 成品卷烟的燃烧特性分析  30-37
  3.1 热重实验  30-33
    3.1.1 实验仪器  30-31
    3.1.2 实验材料  31-32
    3.1.3 实验方法  32
    3.1.4 结果与分析  32-33
  3.2 燃烧特征参数  33-36
    3.2.1 着火温度  33
    3.2.2 燃烧特性指数  33-34
    3.2.3 燃烧动力学分析  34-36
  3.3 本章小结  36-37
第四章 立体仓库数值模型建立  37-44
  4.1 自动化立体仓库介绍  37-38
  4.2 几何模型建立  38-39
  4.3 火灾场景设定  39-41
    4.3.1 火灾规模及火源设置  39-40
    4.3.2 火灾燃烧模型的选择  40-41
    4.3.3 火灾场景设置  41
  4.4 网格设置  41-42
  4.5 初始条件和边界条件  42-43
  4.6 测点布置  43
  4.7 本章小结  43-44
第五章 火灾烟气运动及特性数值试验  44-58
  5.1 火灾危险判定指标  44
  5.2 烟气运动与火势蔓延  44-49
  5.3 温度分布  49-52
  5.4 CO浓度  52-54
  5.5 能见度  54-56
  5.6 本章小结  56-58
第六章 机械排烟对烟气运动的数值试验  58-66
  6.1 火灾危险临界条件  58
  6.2 排烟口位置  58-60
  6.3 排烟口数量  60
  6.4 排烟口风速  60-61
  6.5 排烟量  61-65
    6.5.1 依据NFPA 92B设置机械排烟量  61-62
    6.5.2 模拟条件设置  62-63
    6.5.3 模拟结果分析  63-65
  6.6 本章小结  65-66
第七章 结论与展望  66-68
  7.1 结论  66-67
  7.2 展望  67-68
参考文献  68-72
致谢  72-73
攻读学位期间发表的学术论文  73

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 安全科学 > 安全工程 > 爆炸安全与防火、防爆
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