地下受限空间轰燃现象产生的机理研究

随着地下空间的广泛开发和利用，地下空间的火灾安全问题日益凸显。由于地下空间的特殊性，其火灾发展和突变的机制也不同于传统理论。本项目针对地下受限空间火灾中通风控制、开口方式以及壁面条件等特殊性质，模拟地下狭长空间，搭建了小尺寸火灾实验台，研究了地下受限空间特征参数对轰燃产生的影响规律，重现了狭长受限空间内的轰燃过程，测量了火灾过程中的烟气温度、浓度、速度、对地面的热辐射通量和火源质量损失速率，得到了不同边界条件对轰燃的影响，确定其临界判据。开展了狭长受限空间轰燃前后的火灾动力学分析，发展了地下受限空间轰燃发生的临界模型，建立了线性火源诱导轰燃的顶棚射流模型和点火源诱导轰燃的顶棚射流模型；分段建立了狭长地下空间烟气运动的物理模型，首次研究壁面绝热性能对狭长地下空间火灾烟气温度衰减的影响，揭示了影响狭长地下空间远火源场纵向温度衰减的物理机理；建立了狭长地下空间火灾模拟的尺度模型，并通过多尺度实验数值模拟证实了尺度模型的正确性。在数值模拟研究中利用实验数据验证了FDS模型的适用性，并对不同火灾模拟软件进行了比较验证研究。研究揭示了地下受限空间特性参数对轰燃的影响机制，发展了地下受限空间火灾动力学理论模型，建立了狭长受限空间轰燃的多区域火灾模型及其尺度模型，为地下空间火灾防治提供有价值的实验数据和理论依据。