[發明專利]一種艙室火災發展區域評估方法

無效

• 申請號: 201210375603.0
• 申請日: 2012-10-08
• 公開（公告）號: CN102930136A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 夏桂華;蔡成濤;蘇麗;陸軍;孟浩
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種艙室火災發展區域評估方法，其特征是：將密閉的單艙室劃分為兩層：上層為熱煙氣層，下層為冷空氣層；假設各層之間的能量和質量只通過羽流進行傳遞，且密閉艙室不存在同外界的熱量交換，煙氣和空氣是分子量相同的理想氣體，根據質量守恒：

m_l+m_p+m_e＝0，

式中m_l是下層的質量變化率，m_p為羽流帶走的質量，m_e為泄漏的質量，m_e＝0，

m_l＝ρ_lAdh/dt，

式中ρ_l為下層氣體密度，A為艙室面積，h為煙氣層的高度；

選用經典的Zukoski模型，將羽流的流量以如下的形式表達，

mp=0.2[(1-L)gQCpTl]1/3ρlz5/3,]]>

式中L是損失的熱輻射系數，C_p是空氣的定壓比熱；T是下層氣體的溫度，ρ_l是下層氣體的密度，Q是火源熱釋放速率中通過對流換熱傳入羽流中的份額，且Q＝ηQ_conv，η是份額系數，取η=0.7；

則單室火災煙氣層的高度隨時間的變化關系為：

dz/dt=-0.211A[(1-L)gQCpTl]1/3z5/3;]]>

下層為冷空氣，與艙壁之間不存在對流傳熱，則火源產生的熱量一部分被羽流帶入上次熱空氣層，一部分被艙壁吸收，根據熱力學第一定律，即能量守恒，有：

Q＝C_pm_udT_u/dt+C_pm_p(T_u-T_l)+Q_w

其中m_u＝ρ_uA(h-Z)，T_u是上層氣體溫度，T_l是下層氣體溫度，ρ_u是上層氣體密度，Q_w為熱煙氣層與頂棚和上層艙壁的對流換熱，運用牛頓冷卻公式求解對流換熱的值，即

Q_w＝h(T_u-T_w)A_w

其中T_w代表艙壁和頂棚的溫度則T_w＝T_l，T_u代表熱煙氣層溫度，A_w為艙壁和頂棚的面積，h為對流換熱系數，h的值由下式確定：

h＝0.174C_o(T_u+T_w)(g|T_u-T_w|P_r)^1/3

其中C_o是依賴于對流方向的系數，對于熱煙氣像墻壁傳熱，C_o＝0.210，P_r是普朗克常數，則上層煙氣層溫度隨時間的變化關系為：

dT_u/dt＝(Q+C_pT_lm_p-C_pT_um_p-hT_l+hT_u)/C_pm_u。