外立面作用下的水平湍流浮力射流火焰特性研究.pdf

1、火焰附壁現(xiàn)象多見于高層建筑火溢流中，它是火災向其上層建筑蔓延的主要方式，由此引發(fā)的二次火災給人類生命和財產安全帶來了巨大的威脅。本文以高層建筑開口火溢流為背景，主要研究外立面作用下，水平湍流浮力射流火焰特性。包括外立面抑制火焰卷吸導致的火焰偏轉現(xiàn)象、火焰長度以及溫度場特性。
　　我們以防火板模擬建筑外立面，設計了可控流速和開口尺寸的氣體燃燒器產生水平湍流浮力射流火焰。使用熱電偶陣列測量了火焰的溫度場，發(fā)現(xiàn)無量綱的軸向溫度近似隨無量

2、綱高度的-3/5次方衰減。水平湍流浮力射流火焰的偏轉是由于外立面對火焰的卷吸限制導致的。將火焰流場演變分為兩個階段:(1)出口到流場水平動量衰減為零（等價點）的階段;(2)火焰偏轉或不偏轉的階段?；鹧娓奖谂c否很大程度上取決于等價點到出口的水平距離LE（表征外立面對火焰卷吸抑制的程度）和火焰長度。同種開口寬高比下，火焰的無量綱熱釋放速率越大，LE越大。外立面作用下的水平湍流浮力射流火焰長度變化主要受到兩種效應的共同影響:(1)同樣開口條件

3、下，無量綱的出口熱釋放速率增大引發(fā)的火焰變長效應;(2)卷吸受限程度加劇引起的火焰長度增大效應。這兩種效應此消彼長，無量綱的出口熱釋放速率越大，火焰卷吸的受限程度越弱，反之亦然。
　　通過分析發(fā)現(xiàn)，湍流雷諾應力是導致流場水平動量衰減和火焰偏轉的主要原因。由此，基于普朗特混合長度理論推導了雷諾應力的近似表達式結合動量控制方程，獲得了無量綱的最大水平距離LE/B與修正弗洛德數(shù)Fr*的線性關系，從理論上解釋了出口寬高比n（n=B/H，B