长直走廊机械排烟口布置方式对烟气流动影响的实验模拟研究.pdf

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江西化工
2015年第3期
长直走廊机械排烟口布置方式
对烟气流动影响的实验模拟研究
何友龙
(江西省公安消防总队)
摘要:长直走廊是人员行走的主要通道,也是火灾时人员逃生的必经之路。因此,
探索出适合长直走廊的排烟口布置方式对控制烟气在走廊内的蔓延、减少火灾所造成的
人员伤亡和财产损失具有重要意义。本文结合南昌市实际,采用实验模拟方法对顶部风
机排烟方式、側面风机排烟方式下走廊烟气的流动进行研究,通过对比数值模拟结果表
明:顶部风机排烟方式最有利于走廊的排烟,烟气层温度最小、走廊能见度最高;挡烟垂壁
的挡烟作用使得烟气蔓延至走廊尽头的时间延迟大约10,因此,加设挡烟垂壁有利于走
廊排烟;側面风机排烟方式下,烟气层温度较高,走廊下部烟气层对空气的卷吸作用显著,
不利于人员疏散。
关键词:走廊机械排烟挡烟垂壁实验模拟
在各类火灾中,建筑火灾对人们生命财产的危害流动的影响,故火源材料经过试验,选择了燃烧时产烟
最大、最直接,而众多的火灾案例表明,烟气是造成量较大的橡胶产品,并在点火位置附近点燃纯酒精以
火灾中人员伤亡的最主要因素(2-,笔者通过对近些提高烟气层的温度,便于测量。
年人员密集场所火灾案例的分析后发现,如何有效的
实验的走廊按照《高层民用建筑设计防火规范
控制火灾时烟气的流动,对保证人员安全疏散以及消(CB50045-95)》进行比例缩小,实验中所采用的风机
防灭火救援行动的展开起着重要的作用?。
的规格如表所示,所采用的挡烟垂壁亦是按照规范缩
一、实验说明
小,尺寸为5em。
实验主要研究机械排烟口布置方式对走廊烟气的
表1排烟风机的规格
Size/mm
RPM
DBA
CFM
Volts
Amps
70×70×1513000±10%
2
23(651.33L/min
12
0.26±0.02
实验所需测量的数据为烟气层温度和烟气层高看到的视野点放置录影设备,实验结東后根据保存的
度,烟气层温度的测量通过安装热电偶来实现;而烟气影像按照一定的时间间隔进行读数,便可得到烟气层
层高度的测量需要按照走廊的尺寸来绘制醒目的坐标高度的实验数据。
系图纸,并粘贴在走廊的一侧側,选择走廊在实验中都能
热电偶位置
房间
厚点
点3
走廊
则点
图]实验走廊意图
2015年6月
长直走廊机械排烟口布置方式对烟气流动影响的实验模拟研究
实验现象
表2实验现象一览表
实验编号」实验名称
实验现象
上属烟气的方
敞开式自然
排烟无挡烟「ー
m数和
垂壁
点燃可燃物后,烟气开始较为缓慢的紧贴实验走廊顶部向另一端开口流动;随着
燃烧进行烟气层高度随之增加走廊下部的冷空气被卷吸进来,烟气层下部出现
烟气的回流现象;由于燃烧物的减少,烟气从开口流出,烟气层高度开始减少。
散开式自然
排烟有挡烟
垂壁
和m
在105cm处加设挡烟垂壁后,使110-140cm共约30cm范围内的烟气层高度值保
持在较小的波动范围,隔烟效果很显著。
有通风口自
然排烟无挡
烟垂壁
在走廊设置通风口后,烟气沿顶棚流动,遇到通风口上部的挡板阻碍而沿各个界
面分散流动,使得此处的烟气层高度达到走廊底部;随着烟气的进一步生成,走廊
里充满了烟气;最后,因可燃物减少以及通风口排烟的作用使走廊烟气得以排尽。
上品雪气动方向
敞开式顶部
酸形
风机排烟无
挡烟垂壁
点燃燃烧物后,开启排烟风机,烟气沿顶棚流动,大部分会被风机抽到走廊外,剩
下的部分则继续沿顶棚流动;随着燃烧的发展,烟气的生成量不断增加,走廊后半
段的烟气层高度不断增加,又因为风机的作用,后半段烟气开始回流至风机处被
烟气明显减少。
敞开式顶部
风机排烟有
m、电
挡烟垂壁
点燃可燃物后,烟气沿着顶棚流动,大部分烟气流至风机处被排出,剩余部分被挡
烟垂壁阻隔,沿分界面流动回风机处而被排出,使得测试点3、4部分几乎没有烟
气流动,排烟效果十分出色
敞开式侧面
风机排烟无
挡烟垂壁
风机位置调整到侧面后,点燃可燃物,开启排烟风机,烟气沿着顶棚流动,随着燃
烧的发展,烟气的生成量不断增加,走廊后半段的烟气层高度不断增加,又因为风
机的作用,后半段烟气开始回流至风机处被排出;最后由于燃烧物的减少、排烟风
机的作用以及空气的稀释作用使得走廊的烟气明显减少
江西化工
2015年第3期
实验编号实验名称
实验现象
敞开式侧面
风机排烟加
(
挡烟垂壁
风机置于侧面并加挡烟垂壁,点燃可燃物后,启动风机,烟气沿着顶棚流动,一部
分被风机排出,另一部分烟气流至挡烟垂壁遭到阻碍后,沿分界面流动,被风机排
出;随着烟气量增加,一部分烟气越过挡烟垂壁后继续流动,至开口处排出或回流
至风机处被排出。整体排烟效果不及风机置于顶部并加挡烟垂壁的情况。
部机排餐保持在闭条件下以温度恒定至人可接受的温度(36℃)为标准,得出顶部
烟
三、实验数据处理
烟气层温度数据为热电偶显示的读数,每5秒记
实验2自然排烟有挡烟垂壁
次读数;烟气层高度数据根据实验录像,读取走廊背
景的坐标数值,每10秒记一次读数。将记录好的数据
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输人电脑后,制成统计表格,并绘制曲线进行分析和对
比
根据实验现象和实验数据,1号位置距离着火源最
100
200
300时
近,不同的实验的烟气层高度和温度的数据变化并不
1号2号-3号4号
显著;2号位置烟气量比较稳定,不同的实验中烟气层
高度和温度的数据变化显著,能够反映出各个排烟口
图3实验2烟气层高度曲线图
布置方式对烟气流动的影响;3号位置的烟气层高度和
图3中,在燃烧开始,1号位置烟气层高度缓慢增
温度的数据对有否挡烟垂壁有明显变化;4号位置的相加,在100时达到最大约18cm,之后烟气层高度逐渐
关数据制成的曲线能够反映不同排烟方式(自然排烟下降。2号位置烟气层高度缓慢增加,在100s时达到
条件、顶部风机排烟、侧面风机排烟)下烟气的流动趋最大约2cm,之后烟气层高度逐渐下降。3号位置烟
势。因此,选择2号位置为实验的主要分析测点,并同气层高度开始增加缓慢,308后增加速度加快,并在
时结合3号、4号位置的趋势来说明各个不同排烟口布100s时达到最大值15cm,之后逐渐下降。4号位置烟
置方式对走廊烟气流动的影响。
气层高度逐渐增加,在100s时达到最大约20cm,之后
四、实验数据分析
烟气层高度逐渐下降。
图2中,燃烧开始后,1号位置烟气层高度逐渐增
图4中,随着燃烧的开始,1号位置烟气层高度逐
加并在100。时达到最大约18cm,之后缓慢下降,并在渐升高,在208时达到最大,之后保持不变。2号位置
320s时降到最低约8cm。2号位置烟气层高度烟气层烟气层高度逐渐升高,在80s时达到最大值20cm,之后
高度逐渐增加,并在10