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大型客车火灾热释放速率曲线的数值模拟研究

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大型客车火灾热释放速率曲线的数值模拟研究
摘要:采用场模拟软件对大型客车火灾中玻璃不破裂、燃烧过程
中人员砸破玻璃和燃烧过程中玻璃受热自然破裂三种不同通风工况
下的燃烧过程进行数值模拟,获得了不同大客车火灾热释放速率曲线,
为大客车火灾防治和交通设施火灾设防规模设计提供理论依据与数
据参考。

关键词:大型客车 火灾 数值模拟 热释放速率
随着社会基础设施建设的日益完善,我国交通运输行业突飞猛
进。客车作为必不可少的交通工具,近年来呈迅速增长之势,极大方便
了人们的出行。然而客车火灾事故时有发生,造成了大量的人员伤亡
和财产损失。2003年1月沪宁高速公路发生一起客车自燃事故导致
12人死亡16人受伤；2006年3月由四川开往广东的一辆客车因发动
机回油管漏油发生火灾致使16人死亡7人受伤；2009年6月成都公
交客车发生人为纵火燃烧事故造成28死74伤；2010年7月长沙机
场客车因故意纵火发生爆炸造成2死10伤；2011年7月京珠高速大
客车因有人非法携带易燃化工产品引起火灾造成41死6伤。这些惨
痛的事故表明:我国的客车火灾形势严峻,研究客车火灾发生与发展规
律,提高客车行驶安全性十分必要。

客车火灾原因是多方面的。根据我国1999-2004年公安部消防局
统计数据,客车火灾的首要原因是电气故障,所占比例为41%,其次是
违章操作,所占比例为9.4%,第三是人为纵火,所占比例为4.6%,还有自
燃、用火不慎、吸烟等其他原因[1]。近年来客车纵火案例频发,备受
关注。大客车人为纵火事故一般为车厢内起火。而且具有燃烧致灾速
度快,人员伤亡惨重的特点。因而,研究客车车厢内人为纵火的发展和
蔓延规律,对指导客车运行中灾害事故防治减少人员伤亡和财产损失
具有重大的现实意义。

1 模型建立与参数设定
客车车内可燃物主要有座椅、地毯和乘客行李。客车内部尺寸为
10.15m×2.3m×3.0m[2],车内有效高度为2m,载客数为47,x、y、z轴方
向网格大小均为0.1m。火灾发生时车辆处于静止状态,环境温度设为
20℃。

考虑到客车纵火案例中常采用瓶装汽油,通常人为纵火起火位置
位于客车后三排,模拟过程中火源位置设在倒数第二排。模拟火源设
置为1Kg汽油瞬间泼洒在车内地板上点燃形成的火源。1Kg汽油体
积V约1.35L,假设汽油瞬间全部倒出,根据燃料浸铺深度与初始体积
的关系[3],地板上的浸铺厚度取δ=2.7mm,则燃料燃料浸铺直
径:。

假定汽油完全燃烧,油池火单位面积的质量燃烧速率计算式为:
火源热释放速率增长过程一般可视为t2增长-稳定火,对于汽油池
火,增长过程可视为超快速增长火。根据火灾燃烧过程规律,物体燃烧
阶段由增长到稳定阶段后当物体燃烧80%后开始衰减,假设为线性衰
减,由此可获得1Kg汽油燃烧的热释放速率曲线。

根据不同通风状况考虑三种情形下的火灾工况。工况1燃烧过程
中车窗玻璃不破碎；工况2中燃烧初期中人员砸破部分玻璃；工况3
燃烧过程中玻璃受热自然破裂。在工况2中假设着火10秒后车内乘
客砸破两边的四块玻璃(6m2)逃生。根据前人研究成果[5],玻璃破裂时
位于热烟气层玻璃表面的温度约为150～200℃。考虑到玻璃与环境
热烟气之间的传热温降,工况3中模拟时取玻璃表面1cm处烟气温度
达到300℃作为玻璃受热破裂的临界温度。

2 模拟结果分析
图1为三种通风模式下的热释放速率曲线。由图可知:工况1中,
玻璃不破裂条件下客车内热释放速率最大为2.2MW,并且在起火后约
110s时由于氧气耗尽而停止燃烧；工况2中,车内人员砸破四块玻璃
窗后氧气供应增加,最大热释放速率超过8MW；工况3中,在高温作用
下几乎所有玻璃均受热破裂,由于氧气的大量涌入,燃烧完全程度增加,
火势更加猛烈,最大热释放速率超过22MW。可见通风条件对客车内
火灾的热释放速率影响极大。

实际客车火灾过程中,车窗玻璃大都因受热发生破裂,因而客车火
灾燃烧规模往往比较大,加上车外附属可燃物(轮胎等)的燃烧,客车火
灾规模甚至可达到30MW以上,在部分国家和地区的停车场、隧道等
场所,将大客车火灾规模作为消防设防规模进行设计,因而这些场所的
消防设防规模常为20～30MW。
3 结语
全封闭式大型客车是一种典型的受限空间,若有人为纵火,火灾会
于车内迅速发展,人员逃生困难,通常会造成巨大的损失。本文运用
FDS软件对客车不同通风条件下的车厢内火灾过程进行了数值模拟
研究,获得了不同车内通风状况下的客车火灾热释放速率曲线。通风
良好情况下,客车火灾火源功率可达24MW以上,这个数据可用作停车
场、隧道等场所的消防设防规模参考。

针对客车火灾事故致灾迅速的特点,为保障车内人员的安全,客车
火灾应立足于早期自救的原则,通过控制携带易燃易爆物品上车、提
高车内装饰物耐火、阻燃性能、配置便携、高效自动灭火装置等,在
初发阶段对火灾进行有效控制,协助车内人员在火灾早期进行逃生。

参考文献
[1]公安部消防局.中国消防年鉴[M].北京:中国人事出版社,2005.
[2]营运客车类型划分及等级评定JT/T325_2006.

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地下机械式汽车库火灾数值模拟

地下机械式汽车库火灾数值模拟


车 辆 燃 பைடு நூலகம் 的热 释 放 速 率 曲 线 。关 于 热 释 放 数 据 ， 以通 可 过实验 、 征火灾增长曲线 、 特 相关 火 灾 蔓 延 速 率 （ 面积 ／ 时
源 功 率 ， 而 笔 者 考 虑 了 ２个 火 源 位 置 ， 图 １所 示 。 因 如 ２ ２ 火 灾 最 大 热 释放 速率 ． （ ） 灾 增 长 速 率 。关 于 汽 车 火 灾 的 热 释 放 速 率 仅 １火 有 很 少 的数 据 ， 是 根 据 《 用 建 筑 防 排 烟 技 术 规 程 》 但 民 和 相 关 材 料 的热 释 放 速 率 ， 车 起 火 大 部 分 情 况 下 可 燃 物 汽 为 汽 油 ， 模 拟 计 算 时 ， 以 采 用 ｔ 定 火 模 拟 车 库 内 在 可 。稳
摘 要 ： 绍 了地 下机 械 式汽 车库 的 火 灾荷 载 及 其 可 能 的 介
速火 、 中速 火 、 快速 火 和超 快 速 火 。笔 者 取 小 汽 车 火 灾 和 越 野 车 火 灾 均 为 快 速增 长 火 ， ａ为 ０ ０ ６８ Ｗ ／ ． ４ ９ｋ ｓ。
最 大热 释 放 速 率 ， 用 Ｃ Ｄ 方 法 对 设 计 的 火 灾 场 景 进 行 数 值 利 Ｆ 模 拟 ， 到 了各 工 况 下 汽 车库 内温度 场 分 布 。通 过 对 数 值 模 拟 得
库 火 灾 进 行 研 究 ， 究 该 类 火 灾 的发 生 发 展 特 点 ， 而 找 探 进
出合 理 、 效 的 消 防 设 计 策 略 。对 地 下 机 械 式 立 体 车 库 有 的火 灾 进 行 数 值 模 拟 ， 出 车 库 的温 度 分 布 规 律 ， 以作 得 可 为地 下 车 库 消 防 系 统 设 计 的 理 论 基 础 ， 地 下 机 械 式 立 为 体 车库 的 消 防设 计 提 供 参 考 。
汽车发动机舱火灾全尺寸试验与FDS模拟研究

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唐小荣
【期刊名称】《消防科学与技术》
【年(卷),期】2016(000)008
【摘要】针对某型小汽车发动机舱开展全尺寸火蔓延试验与FDS数值模拟研究.研究分为两个工况,分别模拟电路火灾和油路火灾,重点关注了发动机舱不同起火部位下,舱内各点的温度分布及随时间的变化规律,不同部位的辐射热通量,发动机舱热释放速率以及CO体积分数分布等反映发动机舱火灾燃烧特性的参数.结果表明:两种方法所得数据均合理有效;该型车油路火灾要比电路火灾更加剧烈.
【总页数】5页(P1065-1069)
【作者】唐小荣
【作者单位】常州市消防支队,江苏常州213002
【正文语种】中文
【中图分类】X913.4;U464
【相关文献】
1.ISO9705房间实体火灾试验及FDS模拟研究 [J], 杨晓菡;何学超;邓玲
2.用小规模试验数据预测全尺寸火灾试验结果 [J], SOONIL NAM;JOHN DE RIS;PETER WU;ROBERT BILL;JR.
3.二氧化碳灭火系统扑灭汽车发动机舱内火灾试验研究 [J], 杜文锋;彭青松
4.汽车发动机舱内可燃材料燃烧特性及电气火灾试验的研究 [J], 胡冰川;吕陈;吴刚
5.不同阻塞条件下的隧道火灾全尺寸试验研究 [J], 田向亮;钟茂华;刘畅;李全明
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大型浮顶油罐安全性数值模拟研究

大型浮顶油罐安全性数值模拟研究

大型浮顶油罐安全性数值模拟研究摘要：本文采用基于大涡模拟的数值模拟软件FDS（Fire Dynamics Simulator）作为计算平台，对直径为22m的浮顶油罐火灾进行了模拟。

通过使用不同网格精度的模拟结果进行对比分析，发现网格粗时，计算结果偏低，计算的误差很大，当网格精密到一定程度以后，可以得到跟真实值相近的解，网格太精密需求非常多的计算机资源，所以对大场景的浮顶油罐火灾进行模拟时需要先进行网格独立性分析。

分析对浮顶油罐火灾的模拟结果，并结合热辐射破坏准则，探讨了我国相应的消防法规对防火间距规定的合理性，并与一些发达国家的规定进行了对比，并通过计算给出了合理的防火间距。

关键字：浮顶油罐火灾，网格独立性，FDS模型，热辐射强度，防火间距1.1 物理模型的建立直径为22m的浮顶油罐，高15m，可存储5000m3的原油。

其罐壁与密封圈的宽度为1.33m，密封圈挡板高度为0.91m。

由此可计算出，对于此浮顶油罐，开始发生火灾时，着火面积可以通过计算得出。

使用Pyrosim建立物理模型如下图所示：考虑到拓展区域对计算结果的影响以及计算机资源的限制，计算区域确定为40m×120m×60m。

分别在油罐中心上方和环状火焰上方18m、20m、30m、40m和50m高度出设有热辐射监控点。

在L/D=0.9、1.0、1.1、1.5、2.5、3.5、4.5处，高度为10m、15m和17m处分别设有热辐射监控点。

1. 2 热物性参数及边界条件设置1. 火源功率：环状火源的面积为，可以近似认为等效于直径10.5m 的油池，根据公式3.1可及计算出，单位面积的热释放速率为2.074MW，则火源功率约为180MW。

本文主要研究油罐火灾持续稳定燃烧对相邻油罐安全性的影响，所以在进行模拟时并未考虑油罐火灾的发展阶段，故热释放速率从模拟开始就按照一恒定值来给定。

2. 环境参数：环境温度为20oC，标准大气压，没有风速，相对湿度40%。

fluent中的heat release rate-概述说明以及解释

fluent中的heat release rate-概述说明以及解释

fluent中的heat release rate-概述说明以及解释1.引言1.1 概述热释放速率在燃烧领域中扮演着至关重要的角色，它是描述燃烧过程中能量释放速率的重要参数。

热释放速率的准确模拟可以帮助我们更好地理解燃烧现象，并优化工程设计。

Fluent是一款流体力学仿真软件，可以用来模拟各种流体现象，包括燃烧过程。

本文将重点探讨在Fluent中如何模拟热释放速率，以及其在燃烧领域中的应用和意义。

通过深入研究和分析，我们可以更好地利用Fluent软件进行燃烧仿真，并为工程实践提供更好的支持和指导。

1.2文章结构1.2 文章结构本文分为引言、正文和结论三部分。

在引言部分，首先对文章的主题进行了概述，介绍了研究的背景和意义。

接着对文章的结构进行了概述，简要说明了各部分的内容和逻辑关系。

最后阐明了本文研究的目的，指明了对Fluent中的heat release rate进行深入探讨的意义。

正文部分主要分为三个小节。

首先介绍了Fluent软件的基本情况，包括其特点、应用领域和优势。

然后重点讨论了燃烧模拟中的heat release rate的重要性，分析了其在燃烧过程中的作用和意义。

最后详细介绍了在Fluent中进行heat release rate模拟的方法和步骤，包括模型选择、边界条件设定和求解器设置等方面。

结论部分对全文进行了总结，强调了对Fluent中heat release rate 研究的重要性和必要性。

同时展望了未来在该领域的研究方向和发展前景。

最后，通过对全文的回顾和思考，对本文的研究成果进行了总结，并提出了对读者的建议和思考。

1.3 目的本文旨在探讨在使用Fluent软件进行热释放速率模拟时的方法和技巧。

通过深入分析Fluent中的热释放速率模拟方法，我们可以更好地了解热释放速率在燃烧模拟中的重要性和应用价值。

同时，本文旨在为研究人员和工程师提供一些有用的指导和建议，以便他们在实际工程项目中更好地应用Fluent软件进行热释放速率模拟。