基于FDS的车厢火灾烟气流动的数值模拟分析.docx

基于FDS的车厢火灾烟气流动的数值模拟分析#183;50#183;工业安全与环保IndustrialSafetyandEnvironmentalProtectionJune20122012年第38卷第6期基于FDS的车厢火灾烟气流动的数值模拟分析葛江(西南交通大学交通运输与物流学院成都610031)摘要使用FDS火灾模拟软件对列车车厢进行火灾模拟得到车厢内温度与烟气浓度随时间变化的规律计算出临界温度与临界可视距离出现的时间发现在车厢火灾中总是烟气浓度先达到临界点.车厢火灾的疏散防控措施中控制烟气浓度应是重点工作.关键词车厢火灾烟气流动AnalysisonNumericalSimulationtoFireSmokeFlowinTrainCompartmentBasedonFDSGEJiang(SchoolofTransportationandLogisticsSouthwestJiaotongUniversityChengdu610031)AbstractInthisarticleFDSfiresimulationsoftwareisappliedforfiresimulationoftrainsinsidetemperatureandgascon-centrationvariationruleswithtimechangeareobtainedandthetimeofcriticaltemperatureandcriticalvisualdistanceap-pearanceiscalculatedfindingoutthattheconcentrationofsmokealwaysfirstlyreachthecriticalpoint.Sothemostimpor-tantthingincompartmentfirepreventionshouldbethecontrolofsmokeconcentration.KeyWordstrainfiresmokeflow0引言列车是中国长途客运的主要交通工具.列车车厢内的相对封闭性、人员密集性使得对车厢内有严格的通风防火要求.然而车厢内的沙发座椅、窗帘以及旅客携带的报纸、行李等易燃可燃物质极多随时可能发生火灾尤其是空调车厢几乎处于全封闭状态极易造成重大人员伤亡和财产损失.因此对于列车车厢的火灾防控越来越重要.在一般建筑空间结构中有毒有害烟雾的危险性大于高温的危险性[1-2].因此研究了解车厢内火灾的烟气特性与温度分布规律分析究竟是高温还是烟气是主要危险源对于事故车厢的人员疏散车厢火灾防控的重点方向具有重要意义.本文利用FDS火灾模拟软件对YZ25k型硬座列车车厢中具有代表意义的火灾工况进行模拟对车厢内烟气的流动与温度场规律进行分析确定了车厢火灾的主要危险源.1场景设计与临界数值1.1场景设计空调列车车厢是一个四面封闭的狭窄空间一般中间为旅客间两头有洗手间、电热水间等设置且与别的车厢首尾相连连接处有隔离门.在车厢连人员的危险较小.而在旅客室发生火灾烟气直接在人群中扩散危害较大.旅客室的沙发座椅、窗帘、行李容易因烟头等不经意的过失引发火灾.对于极小规模的火源旅客和列车乘务员可以自行扑灭控制不构成火灾但是一旦控制不力火灾发展扩大就需要疏散整节车厢这时的烟气规律研究就显得尤为重要.就火源位置来说列车中部的火源最具代表意义它与两个出口的距离相等.因此本文模拟列车车厢中间的座椅被引燃整个沙发座椅处于燃烧之中的情况.1.2临界数值根据前人的研究[3]温度大于65℃时人就会感到极度不适考虑到车厢内空间不大不拥挤的时候人可以在短时间内逃出本文取50℃为临界温度.在简单结构空间中人员可视距离小于5m时很难辨别出正确的方向考虑到车厢结构的极度简单性本文取3m为临界可视距离即认为可视距离小于3m时人员无法疏散逃出.2模型2.1物理模型根据文献[4-5]提供的数据进行适当的优化后建立了YZ25k硬座列车车厢旅客室的模型.m.9高2个0.9m#215;2m的门与外界联通车厢顶部有对称于车厢中轴线、贯穿整个旅客室的送风缝宽度为1.4cm.车厢内两边墙上高1.95m处各有两个宽0.5m的行李架.车厢定员118人设置24排沙发座椅.火源在第12和13排的一边座椅上.整个座椅燃烧此时的燃烧相对稳定综合考虑各种因素后[36]设置固定功率为0.4MW.模型建立如图1中间浅色所示为火源处.模拟这个座椅被燃烧的情况其表面全部燃烧.3.1温度温度场的对称性如图3所示由于车厢结构的对称性整个车厢的温度场是相对于中间位置火源对称的横向上温度由火源点向两头线性展开纵向上上层温度较热下层较冷有明显的分层现象.因此取车厢一半来研究是科学合理的.图1车厢模型2.2边界条件环境温度设