第六节 建筑火灾烟气流动.ppt

* * 第6章 建筑火灾烟气流动 6－1 建筑火灾烟气流基本性状 6.1.1火源的火烟流 1）火源上的火焰气流特征 在火源上方形成的上升气流，一般可以分为以下 几个区。 ①连续火焰区，火焰持续存在的区段。 ②间歇火焰区，火焰间歇性存在的区段。 ③紊流区，没有火焰，燃烧气体席卷周围空气而 上升的区段。 而每一区段中心轴上的温度和流速大致如下： ①连续火焰区0.03Z’0.08时：ΔT0=800K， v0=6.8Q1/5（Z’）1/2。 ②间歇火焰区0.08Z’0.20时：ΔT0= 65（Z’）-1， v0=1.9Q1/5。 ③紊流区0.20Z’： ΔT0= 24（Z’）-5/3， v0=1.2Q1/5（Z’）-1/3。 Z’值可用下式求得：Z’=ZQ-2/5 式中：Z——火源之上或假设点热源上方的高 度，m； Q——火源发热量，kW； ΔT0——上升气流的中心轴与其周围的温度 差，K； v0——上升气流中心轴处的流速，m/s。 2）火灾紊流 火灾紊流的上升烟流量，对烟层下降有较大影响 的紊流区段，在高度Z处紊流质量流量m表示为： 式中：Ta——周围的温度，K； cp——空气比定压热容，kJ/(kg?K)； Z0——假设点热源位置，m； Cm——试验常数，在空气未紊乱的空间，可 取Cm=0.21，当周围空气紊乱时，此 值会增大。 3）假设点热源 火源都是有一定规模的，应用式6.2时，在实际火 源位置的下方存在某一假设点，以该点为热源点。 火源高度从该点算起，则计算精度会更高，这一假 设位置距离实际热源位置为： Z’0=1.02D-0.083Q2/5 式中：Z’0——实际火源与假设火源之间的距 离，m； D——火源的直径，m。 6.1.2火灾烟气的性质 1）烟气的浓度 火灾中烟气的浓度，一般用质量浓度、计数浓度 和光学浓度3种方式来表示。 （1）烟气的质量浓度 单位容积的烟气中所含烟粒子的质量，称为烟气 的质量浓度μs。即 式中：ms——容积为Vs的烟气中所含烟粒子 的质量，mg； Vs——烟气容积，m3。 （2）烟气的计数浓度 单位容积的烟气中所含烟粒子的数目，称为烟气 的计数浓度ns。即 式中：Ns——容积为Vs的烟气中所含烟粒子的 数，个。 （3）烟气的光学浓度 当可见光通过烟层时，烟粒子使光线的强度减弱。 光线减弱的程度与烟气的浓度呈函数关系，光学浓 度就是由光线通过烟层后的能见距离求出减光系数 Cs来表示的。 式中：I——有烟气时光源处的光线强度，cd； Cs——烟气的减光系数，m-1； L——光源与受光体之间的距离，m； I0——无烟气时光源处的光线强度，cd。 火灾时产生的烟气的浓度，一般取决于火灾房间 的燃烧状况。为了研究各种材料在火灾时的发烟特 性，有人在恒温的电炉中燃烧试块，把燃烧所产生 的烟集蓄在一定容积的集烟箱里，同时测定试块在 燃烧时的质量损失和集烟箱内烟气的浓度，将测量 得到的结果列于表6.1中。 2）建筑材料的发烟量与发烟速度 各种建筑材料在不同温度下燃烧时，其单位质量 所产生的烟气量是不同的。 除了发烟