巷道火灾烟气控制数学模型的研究.pdfVIP

2008年第 1期 消 防 技 术 与 产 品 信 息 25 巷道火灾烟气控制数学模型的研究 褚燕燕 ，闺秀芳。 (1．北京科技大学土木与环境工程学院金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室，北京 100083； 2．中国中安消防安全工程有限公司，北京 100036) 摘要：巷道火灾烟气控制模型是为了研究火灾烟气在巷道通风的条件下逆流运动行为而提出的。该模型提出了一个用 于测定临界通风风速的分析公式，可以分析拦截火源近处的烟气，防止出现烟气逆流。实验证明，临界通风风速主要决 定于火源的热释放速率。 关键词：巷道火灾；烟气控制；临界通风风速；烟气逆流 对于巷道的设计和施工而言，安全研究要着重考 l0 ——矿井巷道空气密度，k m3； 虑巷道火灾问题。巷道中交通运输工具的往返以及风 p——火灾烟气密度，kg／m。； 机的通风都会导致新鲜空气的流动。此外，火灾对空 g。、g ——火灾前后重力加速度，m／s2； 气中的氧的消耗以及由火灾引起的烟气羽流产生的空 ^。——火源附近控制体烟气厚度，m； 气夹带都会影响巷道中气流的运动。因此，新鲜空气 日——巷道高度，m； 的流通一方面会给燃烧供氧，另一方面能阻止巷道顶 — — 巷道宽度，m； 板附近的烟尘向矿井通风的反方向扩散…。 — — 新鲜风流风速，m／s。 临界通风速率是能够阻止烟流层，防止产生逆流 层的矿井通风风速最小值，本模型提出了一个用于预 2 临界通风风速 测临界通风风速的分析公式，可以防止逆流层的出现， 顶板下侧烟气层前部区域控制区如图1所示。对 约束火源附近的烟气运动。临界风速预测分析与火灾 烟气控制体控制量守恒方程为： 风险评价研究极为相关，是现今科研中的重要研究 火灾烟气控制体： 方向。 ／／,l hl uh 1 控制区质量标准方程 新鲜气流控制体： 11, H = (H—h—h1) 假设在烟气羽流上升的过程中，静压值是不变的， 式中：u ——临界通风速率，m／s。 而只与烟气的热力学状态有关。在此假设条件下获得 在某一初始扩散的受限空间内的相关量质量标准方程 如下 J： 一㈣6 3(g 日)l，2 ㈩ h。=0．02(号) ( )日=0．049 3( )日(2) 2 F。2= 62 (百W) (3) g，。：0．574g (4) 图1 烟气层前部区域控制区 烟气在控制区的密度遵从由于重力加速度而引起 假设在速度为／／, 的反射烟气层与风速为 的新 的密度减少量的定