舰船典型区域火灾烟气流动特性与控制方法研究
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流体力学在火灾烟气控制中的应用研究摘要火灾烟气控制是现代建筑防火领域的重要研究方向之一。
在火灾发生时,烟气是造成人员伤亡和财产损失的主要原因之一。
流体力学作为研究流体运动和相互作用的学科,对于火灾烟气控制有着重要的应用价值。
本文通过对流体力学在火灾烟气控制中的应用进行深入研究,探讨了流体力学在火灾烟气控制中的主要应用领域和方法,并分析了目前存在的问题和挑战。
最后,提出了进一步开展流体力学在火灾烟气控制中的研究的建议。
1. 简介火灾烟气控制是指通过控制火灾发生后烟气的扩散和运动,减少火灾对人员和财产的危害。
火灾烟气在火灾现场的运动和扩散过程受到多种因素的影响,包括建筑结构、燃烧产物、空气流动等。
因此,研究火灾烟气控制需要综合考虑这些因素,并借助相应的技术手段进行分析和预测。
流体力学是研究流体运动和相互作用的学科,主要包括流体静力学、流体动力学和流体力学模型等内容。
流体力学的基本原理和方法可以应用于火灾烟气控制的研究,通过对火灾烟气的流动特性和变化规律进行分析和模拟,进而探讨有效的火灾烟气控制策略和措施。
本文将就流体力学在火灾烟气控制中的应用进行深入研究,探讨其主要应用领域、方法和存在的问题,以期为进一步开展流体力学在火灾烟气控制中的研究提供参考和指导。
2. 流体力学在火灾烟气控制中的主要应用领域2.1 烟气扩散模拟火灾烟气的扩散过程是火灾烟气控制研究的重要内容之一。
烟气扩散的规律与建筑结构、燃烧条件以及环境气流等因素密切相关。
通过流体力学的数值模拟方法,可以模拟和预测火灾烟气在不同条件下的扩散过程,为制定火灾烟气控制策略提供依据。
其中,流体力学模型的建立和参数的选择是研究的关键。
2.2 烟气排烟系统的设计与优化烟气排烟系统是火灾烟气控制中的重要组成部分,对于烟气的排放和控制起着关键作用。
流体力学可以用于模拟和优化烟气排烟系统的设计,通过对系统结构、管道布置和风机性能等参数进行分析和优化,提高烟气排烟效果,并减少能量消耗。
时间例数MCA ACA PCA VA BA长航前上岸当日上岸1 周后36 87 . 83 ±9 . 4392 . 42 ±18 . 2689 . 03 ±9 . 6172 . 86 ±6 . 8379 . 17 ±15 . 3875 . 19 ±9 . 9754 . 14 ±6 . 8358 . 47 ±7 . 0555 . 36 ±6 . 9353 . 58 ±7 . 1849 . 91 ±8 . 0351 . 61 ±7 . 2760 . 39 ±8 . 9964 . 97 ±10 . 8562 . 47 ±9 . 01 36363 讨论研究证明2血管一过性调节机能紊乱有关。
综上所述,长航期间艇员在高温、高湿、高噪声及狭小的活动空间环境中工作和生活,部分年轻官兵刚进舱对生活环境不适应,导致一过性脑动脉血管痉挛或痉挛后扩张,从而引起血流速度增高或降低, P I 、R I 一过性增高或降低。
以上改变都属于大脑动脉应激反应而引起的血管痉挛致功能性血管狭窄及血管痉挛短暂性扩张。
1 周后复查, 所有异常指标均恢复至长航前的水平,由此可见,长航期间引起的脑血管紧张度增加和脑血管扩张等应激反应为生理性改变,官兵只要脱离舱室的工作环境适当休息,不会引发脑血管的病理性改变。
, 当血流量一定时, 血管内血流速度与血管管径的横截面积成反比,血管闭塞时管腔内无血流信号,脑血管痉挛或脑动脉硬化致血管狭窄可引起血流速度增高。
本组受检者多数为青年, 经生化检查血脂血糖均正常,排除了脑动脉硬化致血管狭窄的可能,其长航后的血流速度暂时增高,1 周后复查均正常,考虑系长航期间血管紧张度增加引起一过性血管痉挛,使血管管径功能性狭窄所致。
血流速度减低可能是由于脑供血不足或脑血管扩张。
舰船居住舱室火灾模拟与烟气特性研究
李坤;李奇;段文利;崔永龙;魏帅举;谢志豪
【期刊名称】《价值工程》
【年(卷),期】2024(43)16
【摘要】舰船居住舱室存在较高的火灾风险,研究火灾发生后的烟气填充及分布特性对舰船消防具有重要的工程应用价值。
本文以某一舰船居住舱室为研究对象,运用FDS软件、数据后处理软件对火灾中的流体运动进行了仿真模拟及计算分析。
结果表明:尺寸大小为2m×1.5m的衣物及被褥在住舱内(约4m×4.4m×2.4m)的燃烧时间约125s,在105s时燃烧最剧烈,并根据模拟结果总结出了密闭居住舱室发生火灾后烟气的变化规律;燃烧结束时,火焰中心附近以及舱室顶部区域的烟气浓度较低,其他空间烟气浓度较为接近,且随高度增加浓度降低,距底面0~0.6m的高度上的舱壁处烟气浓度最高,CO、CO_(2)质量比率分别达到约0.00036kg/kg、
0.12kg/kg;烟气层高度随着火灾发生迅速降低,燃烧结束时几乎接近0,大约200s 后有所回升。
这些结果对指导舰船消防及舰员逃生具有重要意义。
【总页数】5页(P141-145)
【作者】李坤;李奇;段文利;崔永龙;魏帅举;谢志豪
【作者单位】中国船舶及海洋工程设计研究院
【正文语种】中文
【中图分类】U664.88
【相关文献】
1.舰船封闭舱室火灾烟气特性分析
2.船舶封闭舱室火灾烟气温度特性研究
3.船舶舱室火灾通道烟气特性研究
4.火灾环境下密闭舱室烟气温度分布特性研究
5.基于CFAST和FDS的舰船舱室火灾蔓延特性对比研究
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不同进风速度下船舶机舱火灾烟气组织特性研究作者:周梦妮孟梦张乐刁怀玉来源:《科技资讯》 2012年第35期周梦妮孟梦张乐刁怀玉(江苏科技大学江苏镇江 212003)摘要:本文以某散货船为研究对象,采用了FDS软件对该机舱火灾进行了数值模拟。
分别分析了机舱进风速度分别为1 m/s、2 m/s、3 m/s下烟气浓度及温度变化规律,并认为当风机速度为3 m/s时,烟气浓度值最小而舱内的温度降低幅度最大。
关键词:船舶机舱火灾烟气组织不同进风速度中图分类号:U698.4;X951 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)12(b)-0209-01船舶机舱发生火灾时,通风情况对于舱内火灾的发展和烟气的蔓延速度有着很大的影响。
近年来,Jaluria,Yogesh[1]等人针对水平通风孔在火灾中的热量和质量流动对船舶水平通风孔的烟气扩散规律做了研究。
苏石川等[2]对船舶机舱火灾过程中的烟气运动进行了研究。
王志国等[3]通过传统的区域模拟细想,再将船舶舱室简化为方腔的基础上,对船舶机舱火灾发生后的烟气层组分浓度进行了模拟分析。
根据王亮[4]等人提出的船舶机舱多层结构概念,以上研究大多基于将船舶机舱假设为无平台分隔的单层结构,虽然王亮等人对多层结构船舶机舱火灾烟气充填规律进行了研究[5],但并未指出不同机械进风速度对烟气组织的影响。
本文利用FDS软件模拟多层结构船舶机舱火灾中烟气的流动,通过对烟气流动速度,烟气浓度及温度的变化规律的分析,得出机械进风速度分别为1 m/s、2 m/s、3 m/s时,烟气在多层结构船舶机舱火灾中的基本运动规律。
1 物理模型及参数设置本文以某散货船机舱为原型,并根据多层结构概念,建立了简化的机舱模型。
模型的结构分为底舱、A平台、B平台、A甲板。
模型内布置有主机、泵、风机、管路,B平台旋梯。
模型空间尺寸为21.6 m×32.0 m×16.8 m(上甲板以下),7 m×7.2 m×6.0 m(上甲板以上)。
舰船动态特性分析与控制技术研究一、引言舰船的动态特性是指舰船在海上运动时所表现出来的各种物理现象和相互作用。
了解舰船的动态特性对于优化舰船的运动性能和提高其操纵能力至关重要。
因此,舰船动态特性的分析与控制技术研究具有重要的实际意义和研究价值。
二、舰船动态特性分析技术舰船运动时的动态特性受到各种因素的影响,包括海水的流动性、风向速度、海浪高度等。
舰船的动态特性分析技术主要包括以下几个方面:1. 海洋环境下的力学特性分析海洋环境下舰船的运动趋势和稳定性能对于舰船动态特性的分析具有重要影响。
舰船运动时所受到的各种力和水动力的计算都可以用力学方程来解决。
对舰船力学特性的分析可以通过模拟和计算等方法进行研究。
2. 舰船的自然频率分析舰船经常在海洋环境中运动,具有良好的动态反应特性。
舰船内部各种结构的自然频率是决定舰船动态特性的一个重要因素。
如果能够准确地测定舰船的自然频率,就能够对舰船运动的特性进行更精确的分析。
3. 舰船运动的数值模拟舰船运动过程中,涉及到多个物理场,如流体和固体场。
数值模拟是一种非常重要的分析方法,可以用来研究舰船在海洋环境中运动的物理现象。
通过计算机模拟舰船的动态特性,可以减少实验成本,同时能够提高数据的准确性和分析的可靠性。
三、舰船动态特性的控制技术通过对舰船动态特性的分析,可以为舰船运动的控制提供一定的指导,为优化舰船性能和提高船员操作效率提供技术支持。
针对舰船动态特性的控制技术包括以下几个方面:1. 舵机控制技术舵机是舰船的关键机械部件,它能够控制船舶在海上的物理运动。
舵机控制技术是舰船动态特性控制中的重要部分。
通过对舵机控制技术的研究,可以提高舰船的操纵性能,同时也可以降低航行危险。
2. 流体力学控制技术流体力学控制技术主要是为了控制舰船的运动,并提高舰船的操纵性能。
流体力学控制技术包括单环节和多环节控制方法。
单环节控制方法主要是通过调整控制器的参数来控制摆动力,并输出相应的控制信号。
船舶火灾研究内容和方法船舶火灾是一种危险性很高的事故,给人员生命和财产安全造成很大的威胁,因此船舶火灾的研究也备受重视。
船舶火灾研究的内容主要包括火灾起因、火灾传播、火灾防护和灭火措施等方面。
在研究方法方面,船舶火灾研究采用的主要方法包括实验研究、数值模拟和案例分析等。
一、火灾起因火灾起因是指船舶火灾导致的原因或由什么引起了船舶火灾。
火灾起因的研究可以帮助人们找到船舶火灾最初的起源,从而更好地进行预防和治理。
在船舶火灾起因的研究中,需要考虑包括热源、燃料和氧气等因素对火灾产生的影响。
火灾起因的研究方法主要包括实验验证和案例分析两种方法。
通过实验验证可以模拟出各种可能的火灾起因情况,并得出科学的结论。
而通过案例分析可以对各种船舶火灾的情况进行调查研究,了解火灾起因,避免类似情况再次发生。
二、火灾传播火灾传播是指船舶火灾发生后火焰和烟雾的扩散情况。
火灾传播研究可以帮助人们更好地了解火灾的发展规律和特点,以便制定更科学的灭火和逃生方案。
在船舶火灾传播的研究中,考虑了各种因素,如船舶的结构、设计、材料等。
火灾传播研究重点采用的方法是数值模拟法,这种方法可以对火灾传播进行模拟,从而得到科学的结论。
数值模拟法在研究火灾传播时有着显著的优点,例如计算成本低、容易实现和数据输出可视化等。
三、火灾防护火灾防护是指减少或避免火灾发生的技术措施和管理措施。
研究火灾防护可以帮助人们更好地了解火灾的有害影响和预防措施,并制定有效的火灾防护策略。
在船舶火灾防护的研究中,需要考虑各种因素,如船舶的设计、材料、维护等。
火灾防护研究中采用的方法主要包括实验验证、模拟分析和案例分析。
根据不同的研究目的和需要,选择合适的方法可以得到更准确的结论。
四、灭火措施灭火措施是指在船舶火灾发生后,如何有效地控制和消灭火灾并减少火灾造成的损失。
研究灭火措施可以帮助人们更好地了解如何在火灾发生后应对处理,制定更科学有效的对策。
在研究船舶灭火措施时,需要考虑火灾区域、灭火器材、灭火技术、灭火人员等因素。
船舶火灾研究方法船舶火灾是一种危险而严重的情况,会导致极大的人员伤亡和船体损伤。
因此,研究和预防船舶火灾非常重要。
本文将介绍船舶火灾研究方法。
一、文献查阅文献查阅是研究船舶火灾的第一步。
通过查阅海事领域相关文献,如船舶安全规范,消防安全标准等资源,可以深入了解船舶火灾的原因、发生机制、危害以及预防方法等方面的知识。
同时,也可以回顾过去的船舶火灾案例,分析其原因、应对措施和效果,从而提高预防火灾的能力。
二、实验研究船舶火灾实验研究是研究船舶火灾的关键手段之一。
实验室内采用火源和船舶舱室相似的条件进行实验,模拟船舶火灾的现场,研究火灾的燃烧特性、扩散规律、烟气排放特点等,从而寻找预防火灾的方法。
此外,现场实验也是研究船舶火灾的重要方法,可以通过实际环境的再现,收集更为真实的数据。
三、数学建模数学建模也是一种重要的研究方法。
它通过建立数学模型,研究火源位置、尺寸、环境温度、船舶排水状态等因素对船舶火灾的影响,从而预测火灾的扩散速度、范围和影响范围,提供数据支撑对船舶火灾的应对和预防。
四、数据分析通过收集、整理、分析并处理大量的数据,揭示船舶火灾背后的规律和原因,进而提高预警、预防和应对能力。
研究人员可以采用概率统计等分析方法,对大量的数据进行处理和分析,以预测可能发生的危险因素,进行火灾的风险评估。
五、人工智能分析人工智能技术越来越被应用于船舶火灾研究中,如人脸识别技术、语音识别技术等。
在实际应用中,人工智能可以自动检测火源,从而实现快速准确地发现火灾。
同时,人工智能也可以通过模拟仿真等方式,模拟船舶火灾场景,提供最优的火灾应对方案。
六、专家咨询船舶火灾研究中,专家咨询是非常重要的一环。
船舶火灾涉及的领域和内容非常广泛,需要各个领域专家的帮助。
专家可以根据自己的经验和知识,为研究提供有帮助的意见、建议;此外还可以为实验研究提供简化、加速和优化实验方法等。
总之,船舶火灾研究方法的选择要视具体情况而定。
研究船舶火灾需要各种手段和方法的支持,需要多方面的数据和知识的支持,以便提高预警、预防和应对能力。
火灾烟气控制技术的应用研究一、前言火灾烟气控制技术是一项非常重要的技术,也是灵敏性和响应速度要求极高的技术之一。
在火灾发生的时候,人们首先考虑的是怎么灭火,但是之后不容忽视的就是烟气的控制和处理。
因此,火灾烟气控制技术的研究和应用具有重要意义。
二、烟气特征烟气是由燃烧产生的气体,其特征是热量高、密度小、稠度大、有毒气体含量高等。
烟气的温度、氧气含量、湿度、浓度、中毒性质量等参数都是判断火灾形态和处理措施的重要依据,因此需要对烟气进行处理和控制。
三、火灾烟气控制技术1、防烟保温隔离系统防烟保温隔离系统是指利用金属板、隔热板和隔热材料,构筑两层隔墙或隔板,形成一个防烟隔离层,利用烟火温度变化和防烟隔离层保温隔热的原理,隔离防止烟火的扩散和蔓延。
该技术优势在于实现防烟、防水、防腐、节能等多重效益。
2、烟气排放控制技术烟气排放控制技术是指利用气流扭曲、反射、分离等原理,对烟气实现预处理或后处理,从而达到控制和清除有害物质的目的。
该技术包括静电除尘、湿法除尘、烟气脱硫等多种技术,它们的共同点是可以有效地控制烟气排放。
3、烟气逆流与捕集技术烟气逆流与捕集技术是指在火灾现场设置逆流装置,利用热气流反向移动的特性,将烟气倒回到燃烧区域,从而降低火灾温度和烟气浓度,达到保护人员和财产的目的。
同时,还可以用抓扑地板、喷雾水系统等多种设备捕集烟气,在达到控制和清除烟气的同时,保护人员的生命和安全。
4、灭火剂喷淋系统灭火剂喷淋系统是指在火灾现场设置自动喷淋装置,利用灭火剂喷淋到烟火的位置,冷却温度,抑制烟火的蔓延。
该技术具有一定的控制烟气和清除有害气体的效果,并且可以在极短时间内快速响应,灵敏度比较高。
四、结论随着社会的发展,火灾对人们的威胁不断上升,火灾烟气控制技术成为重要的科研领域,也推动了烟气处理技术和系统的创新和完善。
目前,我国在该领域处于起步阶段,但有越来越多的科研机构正在加强火灾烟气处理技术的研究,提高处理技术和系统的适应性和科学性,为保护人们的生命和财产作出贡献。
舰船封闭舱室火灾烟气特性分析摘要:舰船起火时经常采用封舰灭火的方法,因此对封闭舱室起火条件下烟气特性进行分析有重要的现实意义。
本文主要分析了封闭舱室中火灾发展情况以及烟气特性,构建与封闭舱室火灾相关的一系列模型,包括一氧化碳浓度模型、舱室温度模型、熄火时间模型以及烟气高度模型,为了保证模型的准确性,运用算例进行验证,结果显示,上述模型可以用于分析封闭舱室火灾烟气的流动特性与生成特性,有利于封舰灭火情况下的损害管制。
关键词:烟气特性;封舱灭火;模型;火灾舰船内部结构复杂,并且火灾载荷较为集中,火灾发生后将迅速蔓延,造成严重的经济损失与人员伤亡,也会影响舰船的使用年限。
为了有效防止舰船火灾,延长舰船的使用年限,需要深入研究舰船火灾发生规律,制定防治措施。
舰船火灾发生后,烟气的存在将增大火势,进而增加伤亡人数,对烟气的生成特点与流动特点进行分析能够指导人员逃生,帮助迅速灭火。
本文的研究对象为某舰船中的小规模舱室,主要分析烟气生成规律、烟气毒性与温度特性以及火灾熄灭模型,以其推动舰船消防工作的发展。
1 封闭舱室火灾的产生与发展封舱灭火初期,舱室上方中充满温度较高的烟气,下方充满温度较低的空气,上层与下层间有一过渡层。
随着火势的逐渐扩大,烟气会充满整个舱室,这时可以依据烟气浓度将舱室分成稀烟气层与密烟气层,前者内部温度有一定的梯度,后者内部温度相同,依据双区域模型研究烟气特性并不全面。
火灾情况稳定时会产生循环卷吸的情况:稀烟气层内部温度不断升高,密烟气层厚度不断增加,最终烟气会达到平衡状态,这并不意味着烟气静止,而是指动态平衡。
起初,封闭舱室内火灾的主要影响因素为燃料,随着火势的增大,其影响因素转变为氧气,而氧气含量有限,火灾最终会熄灭。
为构建舱室火灾的相关模型,本次研究做出以下假设:一:不考虑烟气的顶棚射流和羽流上升的过程,烟气从顶棚直接扩散至舱室底部。
二:假定火源热释放率不会增长,该值固定不变。
三:假定O2体积分数为12%时熄火。
舰船全自动火灾报警与灭火系统的研究与设计引言:火灾对于舰船来说是极其严重和危险的事故。
因此,全自动火灾报警与灭火系统的研究与设计对于确保舰船安全和保护船员生命至关重要。
本文将对舰船全自动火灾报警与灭火系统的研究和设计进行探讨,并讨论各种关键技术和要求。
一、火灾报警系统的研究与设计1. 检测技术:舰船火灾报警系统的主要任务是及时准确地检测火灾。
常用的火灾检测技术包括烟雾探测器、热敏探测器和气体探测器等。
这些探测器应当具备高灵敏度、快速响应和低误报率等特点,以确保火灾能够在初期得到及时报警。
2. 报警信号传输技术:舰船上的火灾报警信号需要快速且可靠地传输到中控室或船舶自动化系统中。
传输技术的选择应考虑到抗干扰能力和稳定性等因素。
3. 报警控制与处理技术:火灾报警系统应当具备可靠的控制和处理能力,能够实现自动报警、声光报警和故障报警等功能。
同时,系统应当具备人工干预能力,以便船员能够随时监控和处理火情。
二、灭火系统的研究与设计1. 灭火剂选择:舰船上常用的灭火剂包括干粉、泡沫、沙尘、卤化烷等。
选择合适的灭火剂需要根据不同的舰船类别、舱室类型和火灾特点进行评估和测试,并考虑到环境污染和危险性等因素。
2. 灭火装置:舰船上的灭火装置应当具备快速、有效和可靠的灭火能力,包括自动喷淋装置、手动灭火器和消防栓等。
灭火装置的设计应根据舰船的结构特点和舱室布局进行优化,以确保火灾得到迅速控制。
3. 灭火控制与管理技术:舰船上的灭火系统需要能够实现灭火剂的控制和释放,以及对火源的定位和排除。
管理技术的设计应考虑到灭火装置的联动和自动化程度,以提高灭火效果和减少人工干预的需要。
三、舰船全自动火灾报警与灭火系统的要求1. 可靠性:舰船全自动火灾报警与灭火系统应当具备高度可靠性,能够在恶劣的航海环境中正常工作并及时响应火灾。
系统需要经过严格的测试和验证,以保证其完全符合舰船安全要求。
2. 响应速度:火灾报警与灭火系统的响应速度是确保火灾得到及时控制的关键。
舰船机舱火灾烟气自然充填特性模拟实验近年来,船舶火灾事故频繁发生,其中,舰船机舱火灾是最容易发生、最具危害性的一种,因此,对于舰船机舱火灾的烟气自然充填特性进行模拟实验研究具有极高的现实意义。
本文将介绍一种舰船机舱火灾烟气自然充填特性的模拟实验。
一、实验环境及条件本实验采用了类似实际机舱的环境,通过控制温度、湿度、送风口和排气口进行模拟。
实验环境温度为25℃,湿度为50%,送风口为0.2m×0.4m,排气口为0.2m×0.4m。
二、实验器材1、预热箱和机舱模型:预热箱和机舱模型采用304不锈钢制成,高度1.5m,长宽比为2:1。
2、温度计和湿度计:用于测量实验环境的温度和湿度。
3、排气计:用于测量排气口排出的烟气流量。
4、氧气浓度计:用于测量机舱内烟气燃烧的氧气浓度。
5、烟雾生成器:用于产生机舱内的烟雾。
三、实验步骤1、清洁实验器材,确保实验环境干净无尘。
2、将机舱模型放置在预热箱内,预热箱内设置温度控制器和温度计。
控制温度为800℃,调节至稳定状态。
3、在机舱内加入烟雾,以模拟机舱内的烟气生成。
4、打开送风口,调节送风口风速为2m/s。
5、设置排气口,调节排气口排气量。
同时,安装排气计,用于测量排气口排出的烟气流量。
6、用氧气浓度计测量机舱内烟气燃烧的氧气浓度。
7、记录实验过程中的各项数据,包括温度、湿度、送风口风速、排气口排气量、排气口排气流量和机舱内烟气燃烧的氧气浓度等。
四、实验结果及分析实验结果显示,当温度控制在800℃、湿度为50%、送风口风速为2m/s时,烟气能够通过排气口自然充填整个机舱,排气口排出的烟气流量与输入的烟气流量基本相等。
此外,实验还发现,机舱内烟气燃烧的氧气浓度随着时间的推移而降低,说明机舱内烟气燃烧的过程是一个不断消耗氧气的过程。
五、总结本文所介绍的舰船机舱火灾烟气自然充填特性模拟实验,通过模拟实验的方式,可以更加深入地研究机舱火灾时的烟气自然充填特性,为船舶火灾预防和应对提供有益的参考和依据。
水面舰船火灾烟雾的控制和管理方法曹琳【摘要】为提高水面舰船防火能力,通过分析水面舰船的密性要求及各种区域划分之间的关系,提出基于区域化设计的水面舰船烟密区域初步划分方法,归纳了火灾烟雾控制管理流程,并给出了火灾烟雾控制的具体措施.此外,通过对典型舱段实例进行划分方法说明,可为相关舰船总体设计提供有益的参考.%To enhance fire-fighting capability of surface ship, a preliminary partition layout of smoketight zones was presented in accordance with the principle of zonal distributed system design.The flow of smoke and fire control are derived and countermeasures of smoke-proof and fire-fighting are alsogiven.Additionally, it gives a description of smoke-tight zone division methods by an example of typical cabin design.【期刊名称】《中国舰船研究》【年(卷),期】2011(006)002【总页数】4页(P84-87)【关键词】烟密;区域划分;火灾;烟雾;损管控制【作者】曹琳【作者单位】中国舰船研究设计中心,上海,201108【正文语种】中文【中图分类】U664.88通过对全世界海损事故的原因进行调查分析,发现船舶火灾已成为危及海上运输以及船员生命安全的主要危险因素,为此,国际海事组织(IMO)确立了“以防为主,防消结合”的消防设计思想[1]。
现代水面舰船根据其使命任务的不同,往往需要携带大量的弹药以及燃油、航空燃料等易燃易爆品,因而更易遭受火灾损害。
本文网址:/cn/article/doi/10.19693/j.issn.1673-3185.03116期刊网址:引用格式:赵智强, 陈潇, 陆守香, 等. 住舱走廊区烟气温度分布特性实验分析[J]. 中国舰船研究, 2023, 18(6): 119–127.ZHAO Z Q, CHEN X, LU S X, et al. Experimental study on smoke temperature distribution characteristics in corridors of crew cabins[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2023, 18(6): 119–127.住舱走廊区烟气温度分布特性实验分析扫码阅读全文赵智强,陈潇*,陆守香,康宁,张毅,王锦波中国科学技术大学 火灾科学国家重点实验室,安徽 合肥 230027摘 要:[目的]船舶多层住舱段发生火灾时,烟气沿走廊通道和梯口蔓延过程中的温度分布规律与建筑火灾相比有着明显的区别,需要充分认识船舶住舱火灾的特性。
[方法]通过改变庚烷油盘尺寸和梯口启闭状态,在1∶5的缩尺多层住舱实验台内开展单层和跨层走廊火灾烟气温度分布特性的实验研究。
[结果]结果显示,在火灾烟气单层蔓延情况下,走廊内竖向温度的分布存在明显的热分层现象,热分层高度在0.4 m 以上,而在跨层蔓延情况下,走廊内竖向温度梯度有所减小,热分层高度降低至0.2 m 以下;热分层高度在走廊转角和岔口等结构处有所降低;在水平蔓延过程中,烟气温度会持续降低,温度的分布符合指数衰减规律。
[结论]火灾烟气在跨层蔓延后走廊区的热分层高度相比单层蔓延显著降低,水平蔓延过程中的温度衰减系数k 随火源尺寸的增大而增大,所做研究可为船舶火灾风险评估以及消防设计提供理论支撑。
关键词:船舶火灾;住舱段;烟气流动;温度分布中图分类号: U664.88文献标志码: ADOI :10.19693/j.issn.1673-3185.03116Experimental study on smoke temperature distribution characteristicsin corridors of crew cabinsZHAO Zhiqiang , CHEN Xiao *, LU Shouxiang , KANG Ning , ZHANG Yi , WANG JinboState Key Laboratory of Fire Science, University of Science and Technology of China, Hefei 230027, China Abstract : [Objective ]When a fire occurs in the multi-storey dwelling section of a ship, the temperature dis-tribution pattern during the spread of smoke along corridors and ladder openings is significantly different from that of a building fire. Therefore, it is necessary to fully understand the characteristics of fire smoke in crew cabins. [Methods ]An experimental study on the temperature distribution characteristics of fire smoke in single and multi-storey corridors is carried out in a 1︰5 scaled down ship model by changing the size of the heptane oil pool and the states of ladder openings. [Results ]In the case of a single-storey spread of fire smoke, the vertical temperature distribution in the corridor shows an obvious thermal stratification phenomen-on with a height of over 0.4 m. In the case of a multi-storey spread, the vertical temperature gradient in the cor-ridors is lowered and the thermal stratification height is reduced to 0.2 m or less; the vertical thermal stratifica-tion height within the corridors is reduced at corners and turnouts; the smoke temperature continues to de-crease during horizontal spreading; and the temperature distribution satisfies the exponential decay law.[Conclusions ]The thermal stratification height in a multi-storey corridor is significantly reduced compared with a single-storey spread of fire smoke, and the temperature attenuation coefficient k in the horizontal spread process increases as the size of the fire source increases. The results of this study can provide theoretical sup-port for the fire risk assessment and fire protection design of ships.Key words : ship fire ;crew cabins ;smoke flow ;temperature distribution收稿日期: 2022–09–30 修回日期: 2023–02–13 网络首发时间: 2023–04–06 14:33基金项目: 国家自然科学基金资助项目(51704268)作者简介: 赵智强,男,1997年生,硕士。
舰船内部通道的火灾烟气蔓延模拟及防火设计
杨志青;王志国;仲晨华;冯明初
【期刊名称】《船海工程》
【年(卷),期】2003(000)004
【摘要】针对舰船内部通道典型结构的火灾及火灾安全设计进行研究,对通道内火灾发生后的蔓延情况进行了模拟计算,得出其火灾蔓延规律,进而对舰船内部通道的防火设计提出建议.
【总页数】3页(P1-3)
【作者】杨志青;王志国;仲晨华;冯明初
【作者单位】海军工程大学,武汉,430033;海军工程大学,武汉,430033;海军工程大学,武汉,430033;海军工程大学,武汉,430033
【正文语种】中文
【中图分类】U674.7
【相关文献】
1.舰船火灾中烟气沿通道蔓延特征的计算机模拟 [J], 董华;刘忠
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3.地下车库火灾烟气蔓延模拟分析 [J], 奚翠萍;卢平;李镇韬;杨杨
4.地下车库火灾烟气蔓延模拟分析 [J], 奚翠萍;卢平;李镇韬;杨杨
5.某叠岛式地铁车站火灾烟气蔓延模拟分析 [J], 郑飞虎;肖峻峰;胡楠;王艺林
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2024年船舶火灾预防与控制的模式及途径____年,随着科技的进步和全球对环境保护意识的增强,船舶火灾的预防和控制模式也将得到革新和优化。
下面将从技术手段、管理制度和监督机制三个方面,阐述未来船舶火灾预防与控制的模式及途径。
一、技术手段1. 自动化系统的应用:未来船舶将采用更多的自动化系统,如自动消防设备、自动报警系统等,能够实时监测船舶内部的火灾风险,并能自动启动灭火装置,增强火灾预防和控制的能力。
2. 灭火技术的创新:新型灭火剂和灭火器材的研发将成为火灾预防与控制的重要手段。
例如,无毒、无污染的气体灭火系统、高效、低毒的全自动喷水系统等。
此外,还可以考虑利用新材料制造船舶,提高其防火性能,如采用耐火材料、隔热材料等。
3. 火灾监测与预警:将利用先进的传感器技术,对船舶内部的环境和设备进行实时监测,如温度、气体浓度等。
通过数据分析和预警系统,及时发现火灾隐患,并能提前报警,为火灾预防和控制提供有效的支持。
4. 智能化灭火设备:未来,船舶的灭火设备将更加智能化,通过物联网等技术实现设备之间的互联互通,实现更快速、准确的响应。
同时,还可以利用人工智能技术,通过学习和训练,提高灭火设备的智能化水平,提供更为有效的灭火方案。
二、管理制度1. 强化火灾安全教育培训:船舶管理部门和船舶公司应加强对船员的火灾安全教育培训,提高他们的安全意识和防火意识,使他们能够熟悉火灾预防和处置的基本知识和技能。
2. 建立完善的火灾安全管理制度:船舶公司应建立和完善火灾安全管理制度,明确责任分工和工作流程,加强对船舶火灾预防和控制的管理和检查,确保船舶的安全运行。
3. 定期巡检和维护:船舶管理部门应制定定期巡检和维护计划,对船舶内部的设备、电气系统和消防设施进行检查和维护,确保其正常运行和有效性。
4. 火灾事故调查和分析:针对船舶火灾事故,建立相应的调查和分析机制,深入研究事故原因和教训,总结经验,改进管理措施,提高船舶火灾预防和控制的水平。
舰船典型区域火灾烟气流动特性与控制方法研究火灾是船舶安全的重大威胁之一,火灾中烟气的有效控制对于保障舰船火灾安全乃至生命力安全都具有重要意义。
然而由于对机械通风条件下舰船火灾特性认识的不足,相对于探测和灭火技术而言,舰船烟气控制技术发展保守而缓慢。
论证烟气控制的必要性和可行性对于促进舰船烟气控制的发展是十分必要的,同时具有针对性和适用性的舰船火灾烟气控制系统设计方法也亟待建立。
本论文针对以上问题,提出了舰船火灾中,不同阶段、不同区域内的烟气控制需求和目标。
并通过分析将所提出的烟气控制工程需求转化为“舱室机械通风烟气控制效果”和“复杂走廊区烟气控制方法”两个火灾科学研究问题。
设计并搭建了舰船火灾烟气流动与控制全尺寸实验平台,开展了一系列舱室规模和舱段规模的火灾实验,获得了不同机械通风条件下舱室和走廊火灾参数变化规律,提出了舱室和
走廊烟气控制系统中关键参数的设计方法。
本文实验条件下得到的主要结论如下:1、研究了机械通风口配置对舱室火燃烧参数和火灾环境参数的影响规律,提出了适用于舰船舱室烟气控制的通风口配置形式。
相比于无通风工况,机械通风工况中燃料质量损失速率增大。
机械通风条件下,单风口工况燃料质量损失速率低于双风口工况。
燃料质量损失速率随着送风口的升高会出现突然降低的转折,本研究中转折工况对应的送风口高度在单风口条件下为0.43H,双风口条件下为0.76H(H为舱室高度)。
在机械通风强化燃烧增大产热与排出烟气冷却舱室的共同作用下,单风口工况中舱室温度低于无通风工况,即舱室热危害性减小:而双风口送风则会形成高于无通风工况的舱室温度,恶化舱室热危险性。
双风口工况中舱室温度随送风口呈现先升高后降低的趋势,而各单风口工况中舱室温度差别较小。
通过修正下层温度,改进了舱室三层温度分布模型的热分层高度计算方法。
利用舱内氧气实验数据,计算得到烟气层稳定性参数Ψ=(Y∞-Yl)/(Y∞-Yu)。
舱室热分层高度和烟气层稳定性参数计算结果表明,减少开启的送风口数目和增大送风口高度均会导致舱内烟气层高度下降,稳定性降低。
根据舰船舱室烟气控制目标及消防人员对火灾产物的耐受性,采用温度作为舱室烟控效果的主要评价参数。
根据不同通风口配置工况实验结果的综合分析,适用于舰船舱室烟气控制的
通风口配置形式为:单风口局部送风,且送风口高度应低于0.26H。
2、在适用于烟气控制的通风口配置条件下,研究了机械通风量对舱室火燃烧参数及火灾环境参数的影响规律.分析并建立了不同烟气分布假设条件下的舱室温度计算方法。
机械通风舱室火灾燃料质量损失速率随通风量呈先升高后降低的趋势,本研究中趋势发生改变的临界工况所对应通风量为40ACPH(每小时换气次数)。
根据氧耗法及氧气守恒方程计算得到舱室火热释放速率与燃烧效率,各工况中燃烧效率与火源附近氧气浓度具有较好的正比例关系,热释放速率与质量损失速率变化趋势基本一致。
在机械通风对舱室产热和散热的综合作用下,舱室平均温度随机械通风量呈先升高后降低的趋势,临界工况所对应的通风量为20-30ACPH。
根据各工况中烟气层稳定性参数ψ,在实验通风口配置条件下,通风量增大有利于舱内稳定烟气层的形成。
在本研究中,烟气层稳定性参数与考虑机械通风速率、火源尺寸和舱室尺寸所建立的无量纲量ψ=I/(?)gDl2具有相关性,当w>0.014时,ψ
<0.5,即舱内形成了较稳定的烟气分层。
在烟气分层工况中,舱室烟气层稳定性参数ψ随参数ψ=I/(?)gDl2呈线性减小。
建立了烟气分层假设条件下机械通风舱室温度计算方法,并在计算中考虑了机械通风工况中,气流对舱内气体分层不可忽略的扰动作用,引入了舱室上下层气体交换质量流率mtrans。
计算结果表明,根据烟气分层假设计算得到的舱室温度高于基于机械通风舱室火灾参数分析中经典的烟气均匀假设得到计算结果。
通过与实验结果对比,本文基于舱室烟气分层建立的温度计算方法适用于
co>0.014的工况,即根据烟气稳定性参数判定得到的舱室烟气分层工况,而对于实验中co<0.014工况中温度的计算,经典的舱室烟气均匀计算模型更为适用。
在舰船烟气控制通风量设计时,设计通风量应首先满足co>0.01 4,进而根据设定的舱室烟气控制可接受温度判据,采用基于烟气分层假设的温度计算方法进行计算。
3、研究了烟气在双层连通走廊区域的流动特性,建立了复杂走廊区域烟气温度计算模型。
通过舰船双层连通走廊烟气流动特性全尺寸实验,获得了舰船复杂走廊内温度、梯口速度等典型火灾参数变化规律。
当火源位于下层甲板火源舱时,烟气很快通过梯口蔓延至上层甲板走廊,并在该区域内形成高于起火甲板层走廊
的火灾危险性(以走廊下部温度和热分层高度为判据)。
当火源位于上层一甲板火源舱时,烟气在起火层甲板走廊内充填很快,但不会逆浮力方向通过梯口流入下层甲板走廊区域。
建立了烟气流经走廊内水平开口、竖直开口、转弯及岔口结构处温度计算方法。
在走廊开口结构处,将开口溢流转化为虚点源位于开口下方的竖直羽流,并利用经典点源羽流模型,建立溢流温度与流入区域顶棚处温度计算关系;在走廊转弯和岔口结构中,基于走廊烟气温度指数衰减模型,计算得到烟气流经转弯和岔口结构后温度衰减系数与直走廊结构温度衰减系数关系:KRa=0.74Ks,Kf,i=∑W/(2Wi)·Ks。
综合以上典型结构处温度分析结果,建立了舰船复杂走廊烟气温度计算模型,并利用全尺寸实验数据进行了验证。
结果表明,所建立的温度计算模型对走廊最高温度及火灾中后期烟气温度变化的计算具有很好的准确性,可用于火灾中舰船多层复杂区域走廊内不同位置火灾危险性的快速估测和分析。
4、建立了走廊开口处逆向气流防烟临界速度计算模型。
开展全尺寸实验揭示了逆向气流在舰船复杂走廊内的控烟效果,并验证了逆向气流防烟临界速度计算模型的准确性。
通过计算得到不同工况中走廊开口处逆向气流防烟临界速度。
建立了走廊水平和竖直开口处逆向气流临界控烟条件下,表征气流惯性力与烟气浮力之比的弗洛德数Frc=Vc/(2gh△T/T)1/2与火源-开口无量纲距离l*=l/L的关系。
结果表明,在走廊水平梯口处,当l*≤3时,Frh,c随l*线性减小:
Frh,c=-0.14l*+0.8;当l*>3时,Frh,c基本维持常数:Frh,c=0.380;在走廊竖直开口处,对于所研究工况,临界弗洛德数基本不受到l*影响:Frv,c=0.365。
根据模型舱内走廊区火源及结构参数,采用逆向气流控烟临界弗洛德数计算模型,设计得到全尺寸火灾实验中走廊竖直和水平开口控烟所需的临界风速,进而开展逆向气流控烟效果的全尺寸验证实验。
结果表明,在设计临界风速条件下,走廊水平和竖直开口处烟气溢流均能被有效控制。
根据舰船复杂走廊烟气温度计算方法与走廊开口处逆向气流控烟临界弗洛德数计算模型,即可在确定火源规模条件下,设计得到舰船复杂走廊区开口处逆向气流控烟所需的临界速度。