PDF《1卷第2期》

第11卷第2期

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0 2年4月火灾科学F]衄砸YSCI ENCE V0

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0 2 文章编号 : l o o

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5 火灾过程中火 源热释放速率模型及 其 实验 测试 方法程远平 , 陈亮,张孟君 ( 中国矿业大学 , 江苏 棕螂

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0 8 ) 摘要 : 详细分析 了目前常 用的 火源热释放速 率模 型, 并对其特点和参数 范围进行对比讨论;

同时还介 绍 了基 于氧 消耗 原理 的熟释 放速 率测试 方 法和基 于 质量损 失速 率的 热释 放速率测 试方法,并给出了部 分 实验 测试 结果 . 关键 词 :火 灾, 热释放 速率,模型,实验 测试 方法中图分类号 : T D 文献标识码 : A

0 引言 人们 问起火灾危险性的第一个问题通常是 火 有多 大? .这个 问题 过 去很长 一段 时期得 不到定 量 回答 , 现 在我们 知 道这个 问题 实际上 就是 问 火 灾过 程中的热 释放速率是多大? .大 量的火灾案例证明, 尽管火灾中的有毒气体是导致人员伤亡的主要 原因, 但描述火灾最重要的参数是热释放速率, 而不 是 有毒 气体 或点燃 时间.火灾过程中火 源的热释放速率是评价火灾危险 性的重要参数 , 也是进行火灾模拟研究 的基础参数. 在过 去的2o多年 时 间里 , 火灾过程 中热释 放速 率的测试 方 法有较 大的发展 , 出现 了基 于氧 消耗 原理的热释放速率测试方 法, 如小尺寸热释放速率实验的

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6 0 标准、 全尺寸墙角实 验的 I . - N~

0 5标准. 一 些火灾实验室还发展了基于氧消耗原理的大型热释 放速率测试方法.此外 , 基于质量损失速率 的热释 放速率测试方法可 以作为基于氧消耗原理测试方法 的补充 . 与此 同时, 基于区域模 型( Z o n e Mo d e

1 ) 的火灾模 拟方法也得到 了长足发展 , 目前 比较著名的火灾模 收稿 日期 :

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修改日期:

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1 0 基金项 目: 国家 自然科学基金资助项 目(

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5 2 ) 拟软件有 C F A S T 、 M R F C 、 J a s m i n e 、 S o D h i e等, 部分软件 已经 可 以在 Wi n d o w s

9 . x和W'

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0 0界面下运行.上 述火 灾模拟 软件 已经 成 为建筑 火 灾研究 和火 灾危险性评价的重要工具, 部 分软件 已被成功地运 用于 隧道火 灾 的研究 和评 价 .但 区域 模型的核心是 如 何构 造接近 于实 际情况 的火 源热释 放 速率模 型本文详细地 介绍 了几 种常用 火 源热 释放速 率模 型 的构造 方法及 相 关参 数范围、基于氧 消 耗原 理的热释放速率测试方法和基于质量损失速率的热释放 速率测试方法 , 并给出了部分实验测试结果.

1 常用火源热释放速率 模型

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1 模 型一ai l A S T软件中应用 的模 型 在北美地 区( 美国) 主要采用 f 模 型描述火灾 过程中热释放速率随时问的变化过程.不考虑火灾 的初 期准备 过程时 , 其模型如 下:Q=b・ f (

1 ) 式中: O 火源的热释放速率 , k W;

b 火灾发展系数, b=Q o / f

3 , k W / s

2 ;

t 火灾的发 展时 间幻火源热释放速率 O 0=1 M W 时所需要的 时间 , s . 火灾发 展系数b表 征火灾蔓延的快 慢,根据N_A的分类【 t J , 火灾发展阶段可分为极快、 快速 、 中 等和缓慢 四种类型, 其火灾 发展过程 如图1所示 . 表1给出了火 灾发展 系数 与NFPA标准 中示 例材 料 的对 应关 系. 维普资讯 http://www.cqvip.com V o