基于FDS地鐵火災(zāi)煙氣蔓延數(shù)值模擬研究
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2．2 燃燒模型
火災(zāi)過程幾乎都是湍流燃燒過程，火災(zāi)中的燃燒可能是擴散燃燒也可能是預(yù)混燃燒。在火災(zāi)動力學(xué)模擬中，采用的湍流燃燒模型有混合組分燃燒模型和有限化學(xué)反應(yīng)速度模型?；旌辖M分燃燒模型假定系統(tǒng)為：燃燒單步不可逆反應(yīng)的簡單化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)，即燃燒反應(yīng)可以簡單表示為：
如果只關(guān)心火災(zāi)過程的熱效應(yīng)，該模型是簡單實用的；若需要研究了解火災(zāi)過程中污染物和有毒有害氣體的產(chǎn)生，則需要引入包含這些物質(zhì)產(chǎn)生機理和速率的有限化學(xué)反應(yīng)模型。對于一般碳氫化合物燃燒反應(yīng)可表示為：
3 西安地鐵2號線火災(zāi)動態(tài)煙氣蔓延數(shù)值模擬
3．1 火災(zāi)場景及模型參數(shù)設(shè)定
本文將燃燒火源處理成一個燃燒面積固定的火源。另外，由于研究的是隧道內(nèi)煙氣的動態(tài)蔓延過程，故不考慮火災(zāi)燃燒物的構(gòu)成比例以及化學(xué)反應(yīng)引起煙氣成分的變化。隧道采用入口縱向通風(fēng)，風(fēng)速為2．5 m／s。以下參考Ingason．H給出的幾種火源熱釋放率模型，并結(jié)合各國所給出不同火災(zāi)規(guī)模對應(yīng)的熱釋放率火災(zāi)規(guī)模值，本文的仿真實驗將火災(zāi)場景分別設(shè)為30 MW，100 MW的燃燒進行動態(tài)模擬，所取的值應(yīng)是合理的。
以上幾種數(shù)學(xué)模型中，由于線性模型直觀明了，反應(yīng)了火災(zāi)變化的整個過程，但線性熱釋放率對應(yīng)的火荷載(熱釋放率函數(shù)對時間求積分即熱釋放率曲線和坐標軸圍成的面積稱之為火荷載)與實際的火荷載偏差較大。指數(shù)增長模型給出了不同控制條件下熱釋放率的數(shù)學(xué)模型，但是這些模型比較復(fù)雜，且模型里未定的參數(shù)較多，不易選定。Ingason．H給出的平方增長模型，即增長段采用平方函數(shù)；穩(wěn)定段為常值；衰減段為指數(shù)函數(shù)，形式簡單，容易確定。
3．2 30 MW和100 MW熱釋放率火災(zāi)煙氣蔓延過程
30 MW火源平方增長模型：
30 MW和100 MW的熱釋放率曲線如圖1所示。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/186324.htm
不同火源在相同風(fēng)速下持續(xù)時間如表2所示。
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