不同工况下的升温曲线

Pyrosim火灾模拟和ISO834标准升温曲线火灾下钢筋混凝土梁柱的研究

作者：赵刚

来源：《科学导报·学术》2020年第64期

【摘 要】自古以来，人类就学会了用火，火的应用对人类生活和经济的发展进步一直起着非常重要的作用。然而，火灾的不规范使用也对人们的社会稳定、生命支持和物质资源造成了巨大损害。虽然社会经济发展水平不断提高，但科学技术水平不断发展和提高。人们的防火意识也在增强，许多地方发生火灾的概率一直在降低，但仍有许多火灾无法避免。本文通过对文献的总结，得出火灾下和火灾后钢筋和混凝土的热工性能，并利用Pyrosim软件建立了单个房间的室内火灾模型，对火灾进行了模拟。得到Pyrosim模拟温度-时间曲线，利用ABAQUS有限元软件分别模拟Pyrosim模拟温度-时间曲线和ISO834标准温度-时间曲线，得到钢筋混凝土梁、柱的温度场，并对两者进行对比分析。

【关键词】钢筋混凝土构件;FDS;火灾;ABAQUS;温度场;

FDS（火灾动力学模拟器）是由NIST（国家标准与技术研究所）和建筑与火灾研究实验室开发的基于现场模拟的火灾模拟软件。它是以流体运动为火灾主要模型对象的计算流体力学模型。[1]

1 Pyrosim软件模拟单个房间的室内火灾

Pyrosim是Thunderhead Engineering开发的建模软件，并非NIST开发，该软件的计算仍采用FDS。它可以模拟火灾发展、温度分布、烟气流动等，本文通过Pyrosim软件建立单个房间室内火灾模型，其中房间长度为12m，宽度为6m，高度为3.6m，门的宽度为1m，高度为2.4m，窗的宽度为4m，高度为1.7m，离地高度为1.1m，共两个，假设室内发生火灾时窗的开放面积是总面积的一半，定义可燃物材料为YELLOW PINE，定义燃烧反应为WOOD_PINE（Active），分布区域为整层楼板，初始燃烧位置为房间中心，布置4个热电偶，沿宽度方向对称布置，沿长度方向均匀分布，离地高度为1.8m，得到单个房间的室内火灾模型。如图1所示。

【锅炉技术】启停机及异常工况下汽温调整

一、机组启动过程中汽温的调整机组启动对于热力系统是一个逐渐的缓慢地升温升压的过程，因此要求在整个启动过程中，要严格根据机组启动升温升压曲线要求进行。

(1)、机组冷态启动时，一般要求投入在锅炉点火后对各个油枪进行试投以处理油枪缺陷。油枪试投结束后保持7支左右的大油枪进行升温升压，由于启动时间较长，考虑到节油，一般在机组冲转前要启动一套制粉系统，因此在锅炉压力升至冲转参数时，过热汽温及再热汽温均会超过冲转参数要求，因此，要求在制粉系统启动之前就要适当投入减温水以控制主再热汽温。需要注意的是，旁路未投之前，再热汽温显示没有参考价值，（可能会显示很高）随着旁路投入，流量增加，再热汽温会急剧下降。再热器投减温水之前，必须保证旁路流量在30t/h以上，严禁旁路未投而投入再热器减温水。再热器投入减温水后，应注意减温器后温度，必须保证减温器后温度有14℃以上的过热度。(2)、机组热态启动时，由于汽轮机缸温较高，因此要求的冲转汽温也高。因此，要注意在机组冲转前要保证主再热汽温稳定在冲转参数以上，防止冲转后，汽温下跌。此时我们一般采取以下措施：①加强燃烧本身，增大蒸发量，开大旁路。②改变喷燃器运行方式，提高火焰中心。③创造条件，条件成熟，尽快启动制粉系统；在机组冲转后，调节减温水要注意避免造成汽温的大幅度波动，当冲转结束机组并网后要尽快加负荷至缸温对应的负荷点，防止汽轮机冷却。

(3)、要合理利用减温水，因为启动初期蒸汽流量较小，蒸汽与减温水温差小，可能会出现减温水不能被完全汽化，造成汽温突降，但同时要兼顾受热面超温问题设法改善屏过恶劣工况。

如何防止上述不安全情况的发生保障安全启动，下面就实际遇到和采取的一些办法总结几点：(1)、提前少量投入过热器一级减温水，改善屏过恶劣工况，尽量用一级减温水提前调汽温。投入二级减温水一定要慎重少量，关键是提前，不能等到汽温已经超过控制值了才用减温水量来控制。

Ｖｏ１．３０　Ｎｏ．３　Ｍａｖ．２０１１　冶　金　能　源　

ＥＮＥＲＧＹ　Ｆ０Ｒ　ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ　ＩＮＤＵＳＴＲＹ　９　

烘烤炉内彩涂板传热过程的数值模拟　

龙建荣　张丽徽　陈　光　刘其民　

（１．中冶华天工程技术有限公司，２．安徽工业大学建筑工程学院，３．马鞍山钢铁股份有限公司）　

摘要根据集总参数法的基本原理对彩涂板传热过程进行了理论分析，建立了一维有内热　源的彩涂板传热数学模型，热源项包括炉气与钢板间的喷射对流换热量，涂料溶剂的挥发吸　热量以及涂料固化放热量三部分。用该模型对彩涂板在烘烤炉内的升温过程进行了数值模拟，　得到彩涂板的出炉温度。通过对９８４１个炉次的工况计算，并与现场测试值对比，计算结果与　实测值差值绝对值在５￣Ｃ以内的样本共有９０２９个，占总样本量的９１．７５％，证明模型正确，计　算结果可靠，可用于快速预测彩涂板的出炉温度。　关键词　彩涂板烘烤固化传热模型　

Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈｅａｔ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｏｆ　ｃｏｌｏｒ　ｃｏａｔｅｄ　ｓｈｅｅｔ　ｉｎ　ｂａｋｉｎｇ　ｏｖｅｎ　

Ｌｏｎｇ　Ｊｉａｎｒｏｎｇ　Ｚｈａｎｇ　Ｌｉｈｕｉ　Ｃｈｅｎ　Ｇｕａｎｇ２　Ｌｉｕ　Ｑｉｍｉｎ　

（１．Ｈｕａｔｉａｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ　ＭＣＣ．，　

２．Ａｎｈｕｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｆｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，３．Ｍａａｎｓｈａｎ　Ｉｒｏｎ　ａｎｄ　Ｓｔｅｅｌ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｌｕｍｐｅｄ—ｈｅａｔ—ｃａｐａｃｉｔｙ　ｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅ　ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ　ｍｏｄｅｌ　ｗａｓ　ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏｌｏｒ　ｃｏａｔｅｄ　ｓｈｅｅｔ￣ｈｅａｔ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｄｕｒｉｎｇ　ｂａｋｉｎｇ—ｃｕｒｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ．ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ａ　ｏｎｅ—ｄｉ－　ｍｅ￣ｉｏｎａｌ　ｄｉｆｅｒｅｎｔｉａｌ　ｅｑｕａｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　ｈｅａｔ　ｓｏｕｒｃｅｓ．Ｔｈｅ　ｈｅａｔ　ｓｏｕｒｃｅｓ　ｃｏｎｓｉｓｔｓ　ｏｆ　ｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎ　ｈｅａｔ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｆｕｒｎａｃｅ　ｇａｓ　ａｎｄ　ｓｈｅｅｔ，ｈｅａｔ　ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　ａｓ　ｓｏｌｖｅｎｔ　ｅｖａｐｏｒａｔｅｓ　ａｎｄ　ｈｅａｔ　ｅｅｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｏａｔｉｎｇｓ　ｃｕｒｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅ　ｍｏｄａｌ　Ｗａｓ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｔＯ　ｃａｌｃｌｌｌａｔｅ　ｔｈｅ　ｏｕｔｌｅｔ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｌｏｒ　ｃｏａｔｅｄ　ｓｈｅｅｔ．　Ｔｈｅｎ　ｔｈｅ　ｍｏｄａｌ　Ｗａｓ　ｖｅｒｉｆｉｅｄ　ｂｙ　ａ　ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｍｅａｓｌｌｒｅｄ　ｄａｔａ．Ｔｈｅｒｅ　ａｒｅ９０２９　ｓａｍｐｌｅｓ　ｏｕｔ　ｏｆａ　ｔ０ｔａｌ　ｏｆ　９８４１　ｓａｍｐｌｅｓ　ｗｈｏｓｅ　ａｂｓｏｌｕｔｅ　ｖａｌｕｅ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｃａｌｃｔｄａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｍｅａｓｕｒｅｄ　ｒｅＳｕｌｔｓ　ａｒｅ　ｗｉｔｈｉｎ　５￣Ｃ，ｏｃｃｕｐｙ　９１．７５％．Ｓｏ　ｔｈｅ　ｍｏｄａｌ　ｉｓ　ｐｍｖｅｄ　ｃｏｒｒｅｃｔ　ａｎｄ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ，ｉｔ　Ｃａｌｌ　ｂｅ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｐｒｅｓｅｔ　ｔｈｅ　ｏｕｔｌｅｔ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｌｏｒ　ｃｏａｔｅｄ　ｓｈｅｅｔ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　ｃｏｌｏｒ　ｃｏａｔｅｄ　ｓｈｅｅｔ　ｂａｋｉｎｇ—ｃｕｒｉｎｇ　ｈｅａｔ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｍｏｄｅｌ　

不同地表状况下的温度分布比较研究(1)

介绍了不同地表状况对微气候的影响，选择相应的裸地、草坪和水泥地，描述了不地表的环境特点，测试时的气候条件，测试仪表和测试手段，进行了温度测量，详细的分析比较了在1.5(米)以下不同地表状况的温度梯度分布和随时间周期性变化的规律。

关键词：微气候；地表状况；温度分布

1 研究背景

不同地表状况对室外人员活动区的微气候会产生很大影响。夏季大面积的绿化草坪不仅给人赏心悦目的心理感觉，而且有效的调节着室外地人员活动区的温度分布，明显改善了人员的舒适程度。草坪与土壤、水泥地面等地表状况下的微气候存在本质的不同，由于草坪叶面对于太阳辐射的反射和遮挡作用，使得活动面提升到叶面高度附近，从而改变了地面附近的温度分布，使之分布具有独特的性质，与裸地和水泥地产生差异。

室外的绿化状况对建筑物的热工性能和建筑物内的环境也有着重的影响。因此人们都会大面积的铺设草坪，既调节室外环境，而且提高了建筑质量，减少了噪音和杂质的污染，甚至可以部分取代建筑材料，达到低能耗的效果。

2 实验测试

2.1 测试场地

为了分析和评价室外不同地表状况对微气候的影响，选择对比实验的方法。实验场地分别为草坪、水泥地和裸地。为突出不同地表的特点，三块实验场地均选取面积较大、地面平整和地表的情况单纯而统一的区域。其中，草坪面积约为1000m2（平方米），区域内无高大树木；水泥地和裸地的面积相对较小，约为500m2（平方米），但其表面的状况单纯，无杂草，土质均一，且无建筑产生的阴影。

影响室外微气候的因素比较多，为了便于分析地表状况对微气候的作用，必须尽量排除对温度产生影响的其他因素。实验选择在晴朗无云的条件下进行，太阳辐射强度大，天空散射相对很小，辐射的效果显著。其次挑选在室外风速低于0.4m/s（米/秒）的情况下进行，以减少相邻区域微气候的影响。

2.2 测试方法和仪表

2.2.1 测点位置