水幕系統(tǒng)對(duì)火災(zāi)的抑制作用模擬

水幕系統(tǒng)對(duì)火災(zāi)的抑制作用模擬

摘 要：本文通過(guò)FLUENT軟件對(duì)水幕系統(tǒng)隔熱降溫效果進(jìn)行模擬試驗(yàn)研究，著重探討水幕系統(tǒng)對(duì)初期火災(zāi)的抑制作用，證明了水幕系統(tǒng)能有效阻止火災(zāi)蔓延、降溫隔熱效果明顯。FLUENT軟件為流體力學(xué)專業(yè)軟件，本文利用該軟件進(jìn)行立體流動(dòng)與傳熱模擬計(jì)算，并利用得出的相應(yīng)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證水幕系統(tǒng)防火分隔的可行性和有效性，比較水幕系統(tǒng)啟動(dòng)前后對(duì)火災(zāi)的隔熱降溫作用的差異。模擬結(jié)果表明：水幕系統(tǒng)對(duì)初期火災(zāi)具有較強(qiáng)的抑制作用，隔熱降溫效果十分明顯。通過(guò)比較還可以得出，水幕系統(tǒng)在啟動(dòng)大概120 s到180 s時(shí)，火源區(qū)與無(wú)火區(qū)溫差較大，通過(guò)水幕系統(tǒng)降溫后的無(wú)火區(qū)溫度基本降至室溫，為人員逃生和消防人員的滅火救援工作提供了寶貴的時(shí)間，減少了國(guó)家和人民的財(cái)產(chǎn)損失。此外，試驗(yàn)還證明火災(zāi)空間內(nèi)煙氣溫度場(chǎng)分布表現(xiàn)出了分層情況，即同一高度的溫度近似相等的結(jié)論，以及發(fā)現(xiàn)了火災(zāi)空間從穩(wěn)定燃燒到水幕啟動(dòng)后一段時(shí)間內(nèi)將出現(xiàn)輻射熱回升的現(xiàn)象，并分析了其中原因。

關(guān)鍵詞 火災(zāi)模擬； FLUENT軟件； 水幕系統(tǒng)； 隔熱降溫； 溫度場(chǎng)

The Simulation of the Fire Inhibited by Water Curtain System

Abstract: This article simulates the cooling and insulation effect of water curtain s
……（新文秘網(wǎng)http://120pk.cn省略1026字，正式會(huì)員可完整閱讀）……　
ield in a fire space shows the differences in different heights. The temperature is nearly the same in the same height. The e*periment discovers the phenomena that the heat of radiation rises again from the stable burning to the start of the water curtain in fire apace. At last, the article analyses the reason.

Keywords Fire simulation; FLUENT software; water-curtain system; Heat Insulation; Temperature Field


目　錄

摘要 I
Abstract II
目錄 III

1　前言 1
1.1　水幕系統(tǒng) 1
1.2　國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài) 2
2　FLUENT軟件 4
2.1　程序的結(jié)構(gòu) 4
2.2　FLUENT程序可以求解的問(wèn)題 5
2.3　用FLUENT程序求借問(wèn)題的步驟 6
2.4　關(guān)于FLUENT求解器的說(shuō)明 6
2.5　FLUENT求解方法的選擇 6
2.6　解決問(wèn)題的步驟 7
3　消防水幕系統(tǒng)對(duì)火災(zāi)抑制作用的模擬試驗(yàn)?zāi)康募胺椒?8
4　消防水幕模擬試驗(yàn)簡(jiǎn)介 9
4.1　模擬試驗(yàn)場(chǎng)地 9
4.2　火源功率 10
4.3　噴頭布置 10
4.4　測(cè)量項(xiàng)目和測(cè)點(diǎn)布置 10
4.5　模型建立及網(wǎng)格劃分 10
4.6　邊界條件的設(shè)置 14
4.7　利用求解器進(jìn)行求解步 14
4.8　求解計(jì)算 14
5　模擬試驗(yàn)及結(jié)果分析 17
5.1　干燒試驗(yàn) 17
5.2　水幕系統(tǒng)啟動(dòng)后 20
6　結(jié)論 23
結(jié)束語(yǔ) 24
參考文獻(xiàn) 25
致謝 27

1　緒論

火災(zāi)發(fā)生時(shí)，高溫火焰與高溫?zé)煔獾臒彷椛�，常常造成火�?zāi)蔓延，威脅人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全。因此，消防工程中常常采用防火分隔技術(shù)來(lái)阻隔熱輻射，防止火災(zāi)的蔓延。目前主要的分隔物有防火墻、防火門、防火卷簾、防火垂壁、防火水幕等。防火卷簾、防火門在火災(zāi)發(fā)生時(shí)容易失效，并且防火卷簾、防火門一旦關(guān)上，造成未及時(shí)疏散人員的逃生困難，妨礙消防人員進(jìn)入火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)滅火。相比之下，水幕系統(tǒng)用于隔離火災(zāi)地區(qū)或冷卻防火隔絕物，防止火災(zāi)蔓延，保護(hù)火災(zāi)鄰近地區(qū)的房屋建筑免受威脅，并且還能保持通道暢通，因此在人員聚集場(chǎng)所如大空間或地下建筑中有著廣泛的應(yīng)用前景。
因此，針對(duì)以上問(wèn)題，我決定運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，設(shè)計(jì)并模擬出水幕系統(tǒng)對(duì)火災(zāi)的隔熱降溫作用并得出其防火分隔的效果。
1.1　水幕系統(tǒng)
火災(zāi)是失控的燃燒現(xiàn)象，通常伴隨著產(chǎn)生大量的煙、熱量和有害氣體，對(duì)人類造成巨大生命財(cái)產(chǎn)損失�；馂�(zāi)發(fā)生時(shí)，高溫火焰與高溫?zé)煔獾臒彷椛�，常常造成火�?zāi)的蔓延，威脅人員的安全逃生。因此，消防工程中常用防火分隔技術(shù)來(lái)阻隔熱輻射，防止火災(zāi)的蔓延。目前主要的防火分隔物有防火墻、防火門、防火卷簾、防火垂壁、防火水幕等。
水幕系統(tǒng)屬于防火分隔系統(tǒng)。水幕系統(tǒng)一般由水幕噴頭、管道、手動(dòng)和自動(dòng)控制閥、高壓供水設(shè)備和火災(zāi)控制報(bào)警裝置等組成。對(duì)一般設(shè)置要求：
（1）水幕應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和能量，具有不被周圍氣流的干擾而喪失其固有的功能，不至于在火災(zāi)產(chǎn)生的強(qiáng)大熱浪沖擊和風(fēng)的影響下，遭受削弱或破壞
（2）水幕必須具有足夠的密度，水幕中為主體的水滴必須有足夠的粒度和致密性
（3）水幕必須具有一定的厚度，使水幕系統(tǒng)作為一種防護(hù)屏障不易遭受到破壞和穿透
目前，國(guó)內(nèi)外的建筑消防規(guī)范對(duì)水幕系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和用水量都作了相應(yīng)的規(guī)定，但對(duì)水幕系統(tǒng)用作防火分隔的要求均未作規(guī)定。因此在采用水幕系統(tǒng)作為防火分隔時(shí)，確定水幕系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)還存在一些問(wèn)題需要解決，大跨度、高空間的水幕防火分隔系統(tǒng)尚無(wú)試驗(yàn)資料借鑒。
水幕系統(tǒng)是由多個(gè)水幕噴頭按一定順序安裝，同時(shí)噴出的水霧形成的水簾幕，一般不直接用來(lái)?yè)錅缁馂?zāi)，而是利用水霧粒子對(duì)熱輻射的吸收、散射作用來(lái)阻隔熱輻射傳遞。水幕系統(tǒng)的作用除了進(jìn)行防火分隔外，還用以冷卻防火分隔物，提高耐火性能；部分細(xì)微水滴受熱蒸發(fā)還能消耗帶走大量熱量，降低火場(chǎng)溫度。
水幕系統(tǒng)使用部位：設(shè)置在防火卷簾或防火幕等簡(jiǎn)單防火分隔的上部；應(yīng)設(shè)防火墻但由于需要而無(wú)法設(shè)置的開(kāi)口部位；相鄰建筑之間的防火間距不能滿足要求時(shí)，建筑物外墻上的門、窗、洞口處；大型劇院、會(huì)堂、禮堂的舞臺(tái)口以及舞臺(tái)相連的側(cè)臺(tái)、后臺(tái)的門窗洞口；石油化工企業(yè)中的防火分區(qū)或生產(chǎn)裝置設(shè)置之間；對(duì)泄漏的易燃、易爆、有害氣體和液體起疏導(dǎo)和稀釋作用。此外，對(duì)一些大型車間、倉(cāng)庫(kù)、商場(chǎng)、大廳等大跨度、大空間的建筑物和艦船的 大空間艙室，在無(wú)法安裝防火卷簾進(jìn)行防火割斷時(shí)，也可以直接用水幕系統(tǒng)。
本文采用FLUENT軟件進(jìn)行試驗(yàn)?zāi)M研究，得出水幕系統(tǒng)對(duì)初期火災(zāi)的抑制作用及其隔熱降溫作用的效果。
1.2　國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài)
目前，國(guó)內(nèi)外的建筑消防規(guī)范對(duì)水幕系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和用水量都作了相應(yīng)規(guī)定，也有不少單位和個(gè)人 進(jìn)行了相關(guān)的研究。
國(guó)內(nèi)方面，中國(guó)科技大學(xué)精儀系和深圳消防局聯(lián)合中國(guó)科技大學(xué)火災(zāi)科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí) ……（未完，全文共12110字，當(dāng)前僅顯示2880字，請(qǐng)閱讀下面提示信息。收藏《水幕系統(tǒng)對(duì)火災(zāi)的抑制作用模擬》）