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《湖南大学》 2007年
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风管内聚积物燃烧的数值模拟研究

龙娟  
【摘要】: 建筑物内的通风和中央空调系统给人们的生产和生活创造了良好的环境条件,但生产加工过程和生活中产生的悬浮物会在管道中沉积较多的聚积物,该聚积物一方面可引起通风管道内的防火阀及建筑物内火灾探测器等防火设施的失效,同时也可能对火灾的发生和蔓延起到一定作用。目前各国相关研究机构非常重视火灾的影响因素及其危害性的研究,但其中较少涉及到通风空调系统中聚积物对火灾的影响。 绪论中通过分析国内外通风空调系统风道产生火灾和火灾蔓延实例,说明了建筑中,通风、空气调节系统的管道是火灾蔓延的重要途径,从而揭示了本课题研究的意义。通过对国内外的研究现状进行分析,本文提出利用FDS火灾动态模拟软件模拟分析风管内聚积物的燃烧现象。 本文介绍了场模型FDS的理论基础,包括守恒方程、燃烧模型、辐射换热和热边界条件。并介绍了FDS和Smokeview的各项功能、使用流程、输出数据处理方法以及设定火灾功率的方法。 本文对风管内聚积物的燃烧反应机理作了详细的分析。利用风管内燃烧的简单数学模型,分析了燃烧区域、过剩燃料区域和预热区域的气相方程,通过气相方程可以得出不同时刻的气体温度分布曲线。通过固相方程,得出了火蔓延速度的表达式。气固相方程结合,可以得出气体温度随时间和位置变化的表达式,以及燃料分布随时间和位置变化的表达式。 本文简单介绍风管内聚积物燃烧实验台,并利用FDS重构风管内聚积物燃烧模型,通过全尺寸实验所得的实验数据验证模拟结果,从而验证模拟软件应用于火灾重构的可行性和合理性,并对实验结果与模拟结果进行了误差分析。通过Smokeview生成演示三维动画,可以直观地观察风管内火的发展趋势,分析了风管内的气流分布,温度分布。 本文利用FDS软件进行模拟分析,通过改变风管内燃烧的通风条件、热源条件以及聚积物的热物理性质来分析这些因素如何影响风管内的燃烧情况。
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TU834

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【引证文献】
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