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水平环境风作用下羽流质量流率的研究

李勇  
【摘要】: 烟气是火灾中导致人员伤亡的主要因素。烟气产生速率的大小决定着火灾的危险程度,一般用燃烧速率和火源上方羽流质量流率来描述,因此羽流质量流率是建筑防排烟设计重要的参考依据。目前有关火羽流质量流率的研究主要集中在无风条件下,而针对环境风作用下羽流质量流率的研究还比较少。实际火灾中的情形,羽流往往处于有风环境中,而且环境风对羽流质量流率将产生很大的影响。本文采用理论分析和数值模拟相结合的方法,对水平环境风作用下的羽流质量流率开展研究,完成工作如下: (1)通过数值模拟,定性总结了羽流质量流率随风速之间的关系:存在一个临界风速使得羽流质量流率达到最大值,临界风速大小由火源功率决定。 (2)根据横流中的射流和羽流理论,将火羽流在水平环境风作用下的形态结构从火源表面至羽流末端依次分为势流核心区、羽流弯曲区和顺流贯穿区三部分。 (3)通过对羽流结构形态水平截面的假设,提出了火羽流倾斜角的表达式。 (4)应用量纲分析方法,通过对羽流结构形态与水平截面的基本假定,并结合横流中射流和羽流的轨迹与流速方程,建立了环境风作用下羽流质量流率模型,利用数值模拟结果通过非线性拟合分析,并对模型中的系数进行了确定。


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