细水雾耦合通风系统控制地铁火灾实验和数值分析

活塞风和机械通风共同作用下，地铁车站将形成纵向、横向和侧向气流共同作用下的三维通风环境，造成火灾蔓延加剧及其扑救难度加大。本书利用理论分析、模型实验、数值模拟和现场测试相结合的研究方法，揭示三维通风环境及火灾作用下细水雾的运动学特征及其场特性，分析细水雾抑制火灾轰燃的机理和有效性，阐明细水雾作用下地铁车站火灾烟气蔓延的动力学规律，分析细水雾与地铁车站火灾相互作用的传热学、动力学机制和能量方程，建立活塞风影响下细水雾和机械排烟联动控制灭火系统很优化的运行模式，为地铁车站全淹没式细水雾灭火技术的推广提供技术支持，有效地保障地铁车站及其他人员密集公共场所的消防安全。

第1章绪论1
1.1地铁火灾危险性1
1.2地铁火灾安全技术2
1.2.1地铁火灾烟气蔓延的特点2
1.2.2地铁火灾烟气的被动控制措施5
1.2.3地铁火灾烟气的主动控制措施6
1.2.4细水雾灭火技术8
1.3火灾动力学实验研究方法10
1.3.1相似理论10
1.3.2实验测试仪器11
1.4细水雾控制火灾数值模拟的理论基础18
1.4.1基本守恒方程18
1.4.2湍流流动的数值模拟理论20
1.4.3燃烧模型21
1.4.4细水雾模型22
1.4.5网格的划分与优化26
第2章通风环境中受限空间火灾动力学的实验研究27
2.1活塞风影响下地铁站台风速场的实测27
2.1.1测试方案28
2.1.2无车工况站台速度场的测试和研究30
2.1.3单向列车进出站工况站台速度场的测试和研究31
2.1.4双向列车进出站工况站台速度场的测试和研究32
2.2活塞风影响下受限空间火灾发展机制的实验研究33
2.2.1实验方案34
2.2.2厚度：高度：边长比为15：100：300酒精池火的发展机制35
2.2.3厚度：高度：边长比为20：100：300酒精池火的发展机制38
2.3不同通风条件下火灾轰燃发生的机制39
2.3.1轰燃实验方案40
2.3.2轰燃发生的临界参数分析43
2.3.3燃料的燃烧特性对轰燃的影响54
2.3.4开口方式对轰燃的影响62
2.3.5机械排烟对轰燃的抑制作用69
2.4本章小结75
第3章细水雾与受限空间火灾的相互作用及影响因素76
3.1细水雾灭火的主导机理76
3.1.1传热学作用76
3.1.2窒息作用78
3.1.3动力学作用78
3.2细水雾雾场特征参数测试81
3.2.1测试方案81
3.2.2雾锥角83
3.2.3有效雾通量84
3.2.4不同压力下细水雾速度场分析85
3.2.5不同高度的速度变化分析89
3.3自然通风条件下细水雾灭火机理的实验分析95
3.3.1实验设计95
3.3.2池火作用下细水雾雾场的特征参数98
3.3.3细水雾作用下池火火场温度的分布规律100
3.3.4细水雾灭火的传热学与动力学机制103
3.4自然通风条件下细水雾控制火灾轰燃的有效性及机理分析106
3.4.1实验设计107
3.4.2细水雾雾场的特征参数109
3.4.3细水雾控制单开口受限空间火灾轰燃的有效性116
3.4.4细水雾控制单开口受限空间火灾轰燃的机理128
3.4.5细水雾控制双开口受限空间火灾轰燃的机理136
3.5通风和细水雾耦合控制受限空间火灾轰燃的机理及有效性142
3.5.1不同通风条件下受限空间火灾轰燃的机理143
3.5.2机械通风条件下不同时间开启细水雾控制火灾轰燃的机理及有效性148
3.6本章小结152
第4章细水雾与通风耦合系统对隧道火灾的控制作用154
4.1不同通风模式下隧道池火热传递过程的实验研究154
4.1.1实验设计154
4.1.2不同通风条件下燃料的质量损失速率156
4.1.3通风方式对池火和周围环境热交换过程的影响157
4.1.4通风方式对隧道火灾温度场的影响160
4.2细水雾与顶部排烟耦合系统对火灾的控制作用162
4.2.1实验设计162
4.2.2细水雾与顶部排烟耦合作用下火源的热释放速率165
4.2.3细水雾与顶部排烟耦合系统的冷却作用166
4.2.4细水雾与顶部排烟耦合系统对CO体积分数的影响166
4.2.5细水雾与顶部排烟耦合系统对能见度的影响167
4.3细水雾与纵向通风耦合系统对火灾的控制作用169
4.3.1单喷头细水雾与纵向通风耦合系统灭火有效性和影响因素分析169
4.3.2双喷头细水雾与纵向通风耦合系统抑制池火的实验研究174
4.4细水雾与不同排烟模式耦合系统灭火的有效性及主导机理179
4.4.1细水雾与不同排烟模式耦合系统灭火效果的对比180
4.4.2细水雾与不同排烟模式耦合系统灭火的主导机理183
4.5通风与细水雾耦合作用的尺度模拟分析185
4.5.1尺度模拟模型的建立185
4.5.2尺度模拟的验证186
4.6本章小结189
第5章地铁站防排烟技术的实验和数值模拟191
5.1地铁站空气幕耦合机械通风技术的性能化分析191
5.1.1空气幕防烟的理论模型191
5.1.2空气幕耦合机械排烟系统控烟实验研究和优化分析195
5.1.3深埋地铁站台空气幕耦合机械排烟系统的性能化分析209
5.2地铁站细水雾雾幕防烟的性能化分析220
5.2.1细水雾雾幕防烟性能的实验测试221
5.2.2活塞风影响下细水雾雾幕对站台火灾蔓延的控制作用227
5.3本章小结230
第6章地铁车站机械通风耦合细水雾灭火系统的模拟分析231
6.1细水雾控制地铁列车车厢火灾的模拟分析231
6.1.1地铁列车车厢细水雾灭火数值模拟模型的建立231
6.1.2开口条件对灭火的影响232
6.1.3细水雾灭火的很好喷雾量237
6.1.4细水雾灭火系统的很优安装高度239
6.2活塞风影响下地铁站台细水雾灭火有效性分析242
6.2.1模型的建立243
6.2.2活塞风影响下地铁站台火灾烟气蔓延规律的分析244
6.2.3活塞风影响下细水雾对地铁站台火灾的控制作用246
6.3活塞风影响下细水雾耦合机械排烟系统对地铁站台火灾的控制作用248
6.3.1活塞风影响下耦合系统对火灾热释放速率的控制作用248
6.3.2CO体积分数分析249
6.4本章小结250
参考文献251