新闻中心

NEWS CENTER

新闻中心

公司始终坚持,品质至上,精益求精,用户至上,诚实取信,服务尽善尽美

室内消防模拟训练场景

[ 时间:2023-07-27 阅读:465次 ]

  以多个房间为模拟训练场所,在每个房间根据场景需要放置模拟道具,点火装置,燃烧装置等同时将若干着火点布置在不同位置,如墙角、地面等。每一个着火点的着火情况都由电磁阀和电动调节阀控制。  1.建立室内火灾轰燃前烟气温度温度模型:

  轰燃是室内火灾由局部燃烧瞬间向全面燃烧的转变。通过对室内火灾火焰蔓延规律,烟气流动规律的分析,在这些分析的基础上对火灾现象理想化描述以及简化问题的求解,建立室内火灾轰燃前的烟气温度随时间变化的模型:

  tg=f(v,b,mg,t)

  其中tg为轰燃前烟气温度;b为火灾发展系数,不同可燃物的火灾发展系数不同;v为房间体积;mg为烟气生成量,起始火源的位置不同,烟气生成量也不同;t为火灾发展的时间。

  其推导过程如下:

  将房间内热烟气作为研究对象,建立热平衡方程:

  q1=q2+q3+q4

  式中q1为火源热释放速率,q2为单位时间内墙壁、顶棚的传热量,q3为单位时间内通风口处烟气的传热量,q4为单位时间内烟气的吸热量。

  采用t2模型用于火源热释放速率的计算:

  q1=bt2

  式中q1为火源热释放速率,单位是kw;b为火灾发展系数,单位是kw/s2;t为火灾发展时间,单位为s。其中火灾发展系数b受可燃物本身的特性所影响而变化。

  墙壁、顶棚的吸热速率主要是对流换热和辐射换热,由于烟气与墙壁、顶棚等传热主要靠的是热辐射传热,为了简化计算,此处只计算辐射换热:

  式中:aw为壁面面积,单位是m2;tg为烟气温度,单位是k;tw为壁面温度,单位是k;δ为玻尔兹曼常数;ε为内壁面总吸收系数。

  通风口处的烟气的传热量包括对流和辐射:

  a.当起始火源位置在房间中间,形成轴对称羽流时,传热量如下:

  b.当起始火源位置在紧靠墙处,形成墙羽流时,传热量如下:

  式中:ta为环境温度,单位是k;εv为烟气的有效发射率;av为开口面积(室内窗户即通风口的面积),单位是m2,qc为对流热释放速率,为火源热释放速率的0.7;z为烟气层距离火源的高度,单位是m,cp为定压比热容。

  室内烟气的吸热速率:

  式中:ρg为烟气密度,单位为kg/m3;v为房间体积,单位为m3。其中烟气密度的计算采用如下算式:

  式中:ρ0为空气密度,取值为1.2kg/m3;tg为烟气温度,单位是k。

  由以上得出室内火灾发生轰燃前烟气温度的模型为

  其中,tg为轰燃前烟气温度,t为时间,ρ0为空气密度,cp为定压比热容,v为房间体积,b为火灾发展系数,aw为壁面面积,ε为内壁面总吸收系数,δ为玻尔兹曼常数,av为开口面积,mg为烟气生成量,tw为壁面温度,εv为烟气的有效发射率;ta为环境温度。

  2.通过得到的烟气温度随时间变化的曲线,预测轰燃时间:

  目前,国际上普遍承认的室内火灾轰燃发生的定量条件是:顶棚烟气温度超过600℃。如图1所示,根据上述模型中不同模拟场景房间体积v的不同,不同可燃物条件下火灾发展系数b的不同,不同火源起始位置烟气生成量mg的不同,通过matlab软件对上述模型进行求解,得到烟气温度在不同场景下随时间变化的曲线,再根据顶棚烟气温度达到600℃发生轰燃的条件,预测出不同室内场景、不同可燃物、不同起始火源位置三个条件下的轰燃时间。

  3.建立不同灭火难度的燃烧组合:

  如图2a~2c所示,为了使消防官兵的训练更加多样化和真实化,将火场的燃烧情况大致分为普通燃烧、轰燃、回燃三种情况,然后将这三种火灾情况任意组合,形成不同灭火难度的燃烧组合,例如简单难度下的燃烧为一级燃烧,一级燃烧状态下着火点处的火势大小处于普通燃烧状态,训练人员对其采取灭火措施;中等难度下的燃烧为二级燃烧即普通燃烧和轰燃的组合,轰燃现象的模拟通过火势大小和燃烧面积大小来实现对此特殊情况的模拟;最高难度下的燃烧为一级燃烧、轰燃、回燃的组合,当发生燃烧后进行灭火动作,一段时间后火焰熄灭,然后将已经熄灭的火重新燃烧,完成回燃现象的模拟,回燃发生一段时间后加入轰燃现象的模拟,以此来完成整个火灾模拟过程(以上着火点处均为气火燃烧)。

  4.将预测得到的轰燃时间和不同灭火难度的燃烧组合应用到火场环境的设定中,灭火难度为易即一级燃烧时,对t1时刻进行设定,t1时刻起始着火点发生普通燃烧,供气管路上的电磁阀开启,电动调节阀开启,起始着火点处发生燃烧,也可根据需要使2个着火点同时燃烧,为普通燃烧;灭火难度为中时,对t1时刻、t2时刻进行设定,t1时刻起始着火点处燃烧,t2时刻根据模型预测得出的值进行设定,发生轰燃,全部着火点处供气管路上的电磁阀开启,电动调节阀开度全部开到最大,形成室内火灾的轰燃现象;灭火难度为难时,对t1时刻、t2时刻、t3时刻、t4时刻进行设定,t1时刻起始着火点处燃烧,经过一段时间的灭火后,t2时刻火焰变小直到熄灭,着火点处供气管路上的电磁阀和电动调节阀关闭,t3时刻着火点发生回燃,电磁阀和电动调节阀再度开启,t4时刻发生轰燃,t4时刻的设定以t3时刻为起始着火时间根据模型预测得出,达到模拟不同室内火灾情况的目的。如图3所示,当训练任务开始时,教官可以根据需要选择不同的场景和火场情况来进行训练,通过对各种燃烧状态发生的时间进行设定,模拟所需要的火灾发展过程。


质量可靠
品质保障,精益求精
专业厂家
1000平方米的工业专用厂房
服务宗旨
用户为本,诚实取信
Copyright © 2023 重庆哥尔摩工程技术有限公司 版权所有  联系电话:023-6261-8000    营销中心:重庆市南岸茶园经开区玉马路8号E栋(国家物联网产业孵化园)  渝ICP备16002633号 电子营业执照