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

1、由于長通道結(jié)構(gòu)的特殊性，當長通道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時，產(chǎn)生的煙氣不能得到及時排除，熱量大量聚集，空間內(nèi)部溫度升高的很快。而且由于長通道內(nèi)通風相對不足，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)，人員將會面臨很大的危險。
　　 本文以從長通道為研究對象，針對火災(zāi)煙氣中危害性氣體在長通道內(nèi)的輸運過程，運用實驗和數(shù)值模擬研究手段進行了大量的研究：

2、　　 在本文研究中，首先在尺寸分別為0.4m(寬)×0.8m(高)×3.48m(長)和0.6m(寬)×1.2m(高)×＞6m（長）的兩個不同尺寸大小的實驗?zāi)Ｐ突A(chǔ)上基于Froude相似準則設(shè)計實驗工況以研究煙氣組分濃度生成的規(guī)律。實驗發(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產(chǎn)生變化。本文通過隧道坡度的實驗發(fā)現(xiàn)，當傾斜角為-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，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增加。
　　 為了研究水平方向通風條件下CO濃度的垂直和水平分布從而揭示火災(zāi)煙氣向遠距離輸運的規(guī)律。本文在隧道模型中的水平方向通風模式下進行了一系列關(guān)于CO濃度的垂直和水平分布的實驗研究。實驗發(fā)現(xiàn)當速度低于0.94m/s時，遠離火源的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，當速度比0.94m/s大，煙氣的流動是湍流，一氧化碳的分

5、層模糊。同時發(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間隨著通風速度的增加而減小。
　　 針對炭黑對CO生成的影響運用化學(xué)動力學(xué)軟件Chemkin通過數(shù)值模擬對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生成濃度會逐漸增加，而CO的增加幅度更大。當在計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