長(zhǎng)通道內(nèi)火災(zāi)煙氣中一氧化碳生成和分布規(guī)律的研究.pdf

1、由于長(zhǎng)通道結(jié)構(gòu)的特殊性，當(dāng)長(zhǎng)通道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，產(chǎn)生的煙氣不能得到及時(shí)排除，熱量大量聚集，空間內(nèi)部溫度升高的很快。而且由于長(zhǎng)通道內(nèi)通風(fēng)相對(duì)不足，導(dǎo)致燃燒變得不充分，將產(chǎn)生更多的CO、CO2和其它有毒氣體。此外，由于很多狹長(zhǎng)受限空間處于地下，人員疏散的途徑有限，一旦內(nèi)部發(fā)生火災(zāi)，人員將會(huì)面臨很大的危險(xiǎn)。
　　 本文以從長(zhǎng)通道為研究對(duì)象，針對(duì)火災(zāi)煙氣中危害性氣體在長(zhǎng)通道內(nèi)的輸運(yùn)過(guò)程，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬研究手段進(jìn)行了大量的研究：

2、　　 在本文研究中，首先在尺寸分別為0.4m(寬)×0.8m(高)×3.48m(長(zhǎng))和0.6m(寬)×1.2m(高)×＞6m（長(zhǎng)）的兩個(gè)不同尺寸大小的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ突A(chǔ)上基于Froude相似準(zhǔn)則設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)工況以研究煙氣組分濃度生成的規(guī)律。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)較小尺寸模型中的一氧化碳濃度是比較大尺寸高得多，盡管在較大尺寸模型中使用了更多的燃料。而CO/CO2的計(jì)算結(jié)果表明，較小尺寸模型的比例小于較大尺寸模型，所以在較大尺寸模型中將會(huì)有更大比例的碳原子轉(zhuǎn)化為

3、二氧化碳，所得的結(jié)果表明，在兩個(gè)不同大小尺寸模型中所產(chǎn)生的一氧化碳濃度并不遵從同樣的規(guī)律。
　　 當(dāng)在有一定坡度的隧道中發(fā)生火災(zāi)后，由于坡度的存在及火災(zāi)煙氣浮力效應(yīng)的影響，坡度隧道中的溫度分布、能見度、CO、CO2和O2濃度等與水平隧道相比會(huì)產(chǎn)生變化。本文通過(guò)隧道坡度的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)傾斜角為-10°，CO濃度將高得多，而煙氣層厚度和質(zhì)量流率比其他少，通道傾斜角度為正時(shí)，開口煙氣層厚度及煙氣流出率與水平方向相差不大，開口CO濃度略低

4、一些。而煙氣層的厚度和質(zhì)量流量水平略有出入，且火焰熄滅后煙氣層厚度反而會(huì)增加。
　　 為了研究水平方向通風(fēng)條件下CO濃度的垂直和水平分布從而揭示火災(zāi)煙氣向遠(yuǎn)距離輸運(yùn)的規(guī)律。本文在隧道模型中的水平方向通風(fēng)模式下進(jìn)行了一系列關(guān)于CO濃度的垂直和水平分布的實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)速度低于0.94m/s時(shí)，遠(yuǎn)離火源的CO濃度的分層較靠近火源處不同，一氧化碳主要集中在靠近頂層的更高區(qū)域，當(dāng)速度比0.94m/s大，煙氣的流動(dòng)是湍流，一氧化碳的分

5、層模糊。同時(shí)發(fā)現(xiàn)一氧化碳濃度的最大值沿著水平隧道存在衰減和延遲現(xiàn)象，濃度最大值沿著隧道的延遲時(shí)間隨著通風(fēng)速度的增加而減小。
　　 針對(duì)炭黑對(duì)CO生成的影響運(yùn)用化學(xué)動(dòng)力學(xué)軟件Chemkin通過(guò)數(shù)值模擬對(duì)含有不同平衡率的甲烷的一維預(yù)混火焰的模擬結(jié)果進(jìn)行了比較，結(jié)果顯示隨著平衡率的增加，CO和CO2生成濃度會(huì)逐漸增加，而CO的增加幅度更大。當(dāng)在計(jì)算程序中加入炭黑模型后，模擬結(jié)果顯示隨著甲烷與氧氣的平衡率的增加，生成炭黑的濃度有較大幅度