横纵向尺度对圆柱形密闭空间火烟流影响分析

分析了圆柱形密闭空间内火驱动烟气流动的几何特征。由于顶蓬的拱形形状限制，烟流既沿着顶蓬倾斜向下运动，还将向火区中心水平流动，使得火区上方的烟气沉降速度要较两侧明显加快。采用大涡模拟和混合分数方法，对圆形横截面密闭空间火灾进行数值分析，计算结果验证了圆柱形密闭空间内烟流的几何预测。通过对横向尺寸为6.4m,纵向尺度分别为6m、9m、12m的圆柱形空间火灾烟气温度分布比较，表明随着纵向尺度的增加，受限空间内顶蓬下2cm和顶蓬下D/4处温度值显著下降，且延迟了顶蓬处达到温度最大值的时间。通过对纵向尺度为12m，横向尺度分别为3.2m、6.4m、9.2m的圆柱形空间温度分布比较，表明随着横向尺度的增加，顶棚下2cm和顶蓬下D/4处温度温度同样明显下降，并当横截面尺度为3.2m时，使得受限空间内氧气含量不足，约160s时火源停止了燃烧。横截面尺度的缩小将限制火源的持续燃烧，使火源热释放速率迅速下降，显著降低火场的危害性。