正向風作用下開口火溢流卷吸行為與火焰高度模型研究.pdf

1、建筑物室內(nèi)火災(zāi)發(fā)展至通風控制階段時，不完全燃燒的可燃氣體隨高溫煙氣一起從房間開口（如門、窗戶等）進入室外，并在室外卷吸新鮮空氣發(fā)生燃燒，形成開口火溢流現(xiàn)象，開口火溢流可以引燃外墻保溫材料及更多的樓層，使高層建筑整體全面燃燒。近年來，由開口火溢流引起的高層建筑消防安全隱患引起了社會各界的廣泛關(guān)注，其給人們的財產(chǎn)和生命安全造成威脅的同時，也會對自然環(huán)境造成重大污染。以往針對開口火溢流的研究，主要集中在自由邊界條件和挑檐、豎直擋墻、傾斜擋墻、

2、側(cè)墻、高原低壓低氧環(huán)境、環(huán)境風等限制邊界條件，研究內(nèi)容涉及開口火溢流溢出火焰形態(tài)（火焰高度、厚度和寬度）、燃燒室內(nèi)溫度和室外溢出火羽流溫度分布、熱流密度和輻射強度等諸多方面。然而，有關(guān)正向環(huán)境風對單開口火溢流和相鄰平行雙開口火溢流卷吸行為和溢出火焰高度影響的研究尚有不足，所以本文利用小尺寸開口火溢流模型實驗臺和風洞實驗臺開展系列實驗對此做較為深入地研究。
　　針對正向風對單開口火溢流卷吸特性和溢出火焰高度影響的研究，實驗測定了不同

3、單開口在不同正向風速下的臨界溢出熱釋放速率，發(fā)現(xiàn)了燃燒腔室內(nèi)部空氣供給與通風效應(yīng)之間存在相互競爭關(guān)系。實驗通過高清數(shù)碼攝像機從模型實驗臺的側(cè)面獲取了不同正向風速、單開口尺寸和燃料供應(yīng)熱釋放速率等條件下的平均溢出火焰高度，揭示了單開口火溢流平均溢出火焰高度隨正向風的演化規(guī)律。分析了正向風對溢出火焰卷吸行為的影響，提出了相應(yīng)的火焰卷吸理論，定義了無風和正向風作用下代表正面和側(cè)面雙重卷吸作用的空氣卷吸特征長度。引入了耦合正向風、特征長度和無量

4、綱溢出熱釋放速率的無量綱溢出火焰高度修正因子，并基于溢出火焰高度與空氣卷吸特征長度成反比的假設(shè)，建立了正向風作用下單開口火溢流溢出火焰高度表征模型。
　　針對正向風對相鄰平行雙開口火溢流溢出火焰高度影響的研究，實驗通過高清數(shù)碼攝像機從模型實驗臺的正面獲取了不同正向風速、相鄰平行雙開口尺寸、相鄰平行雙開口間距和燃料供應(yīng)熱釋放速率等條件下的平均溢出火焰高度，揭示了相鄰平行雙開口火溢流平均溢出火焰高度隨正向風或兩開口間距的演化規(guī)律?；?/p>

5、相鄰平行雙開口間距對平均溢出火焰高度的影響，引入了相關(guān)系數(shù)用以表征相鄰平行雙開口間距的增加對卷吸作用的增強效用，并定義了耦合正向風的正面空氣卷吸特征長度、耦合正向風的側(cè)面空氣卷吸特征長度和正向風作用下的相鄰平行雙開口火溢流不同開口間距下的空氣卷吸特征長度。引入了耦合正向風、特征長度、無量綱溢出熱釋放速率和相鄰平行雙開口間距的修正因子，并基于溢出火焰高度與空氣卷吸特征長度成反比的假設(shè)，建立了正向風作用下相鄰平行雙開口火溢流溢出火焰高度表征