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(SchoolofTransportationandLogistics,SouthwestJiaotongUniversityChengdu610031)AbstractInthisarticleFDSfiresimulationsoftwareisappliedforfiresimulationoftrains,insidetemperatureandgascon-centrationvariationruleswithtimechangeareobtainedandthetimeofcriticaltemperatureandcriticalvisualdistanceap-pearanceiscalculated,findingoutthattheconcentrationofsmokealwaysfirstlyreachthecriticalpoint.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[3,6],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