[發(fā)明專利]基于FLUENT計(jì)算的超細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的參數(shù)確定方法及系統(tǒng)

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• 申請日: 2021-05-18
• 公開（公告）號: CN113177376A
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 遲清;谷永剛;李鵬程;呂亮;李良書;周浩;吳經(jīng)鋒;王辰曦
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)陜西省電力公司電力科學(xué)研究院;西安交通大學(xué);國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F113/08;G06F119/14;G06F119/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 范巍

本發(fā)明公開了一種基于FLUENT計(jì)算的超細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的參數(shù)確定方法及系統(tǒng)，所述方法包括以下步驟：步驟1，基于所述超細(xì)水霧滅火系統(tǒng)安裝現(xiàn)場發(fā)生火災(zāi)時(shí)的燃燒類型確定燃燒模型；步驟2，基于所述燃燒模型在FLUENT軟件中進(jìn)行建模和網(wǎng)格劃分，通過仿真計(jì)算確定實(shí)現(xiàn)滅火所需要的水霧濃度，得出所要建立的超細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的參數(shù)；其中，超細(xì)水霧與火焰相互作用的空間簡化為2D軸對稱的計(jì)算區(qū)域。本發(fā)明通過FLUENT模擬不同濃度的超細(xì)水霧滅火結(jié)果，可較精確地確定超細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于超細(xì)水霧滅火技術(shù)領(lǐng)域，涉及超細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的參數(shù)確定領(lǐng)域，特別涉及一種基于FLUENT計(jì)算的超細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的參數(shù)確定方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

超細(xì)水霧滅火系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的水噴淋滅火系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型消防技術(shù)，系統(tǒng)用水量是水噴淋系統(tǒng)的1/10～1/5，它擁有水基滅火系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，且無毒、沒有腐蝕性，可極大地降低火災(zāi)損失和水漬損失，使工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)能快速恢復(fù)。

一般超細(xì)霧滅火系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)需明確保護(hù)對象，劃分保護(hù)區(qū)，確定保護(hù)形式是全淹沒還是局部保護(hù)，對照標(biāo)準(zhǔn)選取最小噴霧強(qiáng)度、最小工作壓力、噴頭最大安裝間距等參數(shù)，結(jié)合產(chǎn)品選取合適的噴頭，計(jì)算總流量，確定泵組式設(shè)備的流量和水箱的容積。然而，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的各項(xiàng)要求如噴頭流量、系統(tǒng)流量、水箱容量及噴頭高度等都是通過模擬試驗(yàn)和計(jì)算得到的，由于實(shí)際情況往往比較復(fù)雜，僅僅根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)很難精確地確定滅火系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)。

綜上，亟需一種新的超細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的參數(shù)確定方法及系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于FLUENT計(jì)算的超細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的參數(shù)確定方法及系統(tǒng)，以解決上述存在的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)問題。本發(fā)明通過FLUENT模擬不同濃度的超細(xì)水霧滅火結(jié)果，可較精確地確定超細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明的一種基于FLUENT計(jì)算的超細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的參數(shù)確定方法，包括以下步驟：

步驟1，基于所述超細(xì)水霧滅火系統(tǒng)安裝現(xiàn)場發(fā)生火災(zāi)時(shí)的燃燒類型確定燃燒模型；

步驟2，基于所述燃燒模型在FLUENT軟件中進(jìn)行建模和網(wǎng)格劃分，通過仿真計(jì)算確定實(shí)現(xiàn)滅火所需要的水霧濃度，得出所要建立的超細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的參數(shù)；

其中，超細(xì)水霧與火焰相互作用的空間簡化為2D軸對稱的計(jì)算區(qū)域。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，步驟1中，所述燃燒模型確定為有限速率模型。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述有限速率模型的表達(dá)式為：k＝ATb×exp(-E/RT)，

式中，k為速率常數(shù)，R為摩爾氣體常數(shù)，T為熱力學(xué)溫度，E為表觀活化能，A為指前因子。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，步驟2的仿真計(jì)算過程中，還包括：熱羽流運(yùn)動的湍流模擬釆用標(biāo)準(zhǔn)k-湍流模型。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，步驟2的仿真計(jì)算過程中，還包括：超細(xì)水霧的運(yùn)動、蒸發(fā)采用離散相模型來模擬。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，步驟2的仿真計(jì)算過程中，還包括：模擬工況的滅火結(jié)果釆用火焰溫度作為判據(jù)。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述釆用火焰溫度作為判據(jù)具體包括：火焰溫度在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)持續(xù)低于1600K，認(rèn)為火焰熄滅；火焰溫度在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)大于1600K且小于1700K，認(rèn)為火焰被抑制；火焰溫度在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)持續(xù)高于1700K，認(rèn)為滅火失敗。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述超細(xì)水霧滅火系統(tǒng)噴出的超細(xì)水霧為粒徑小于等于50μm的細(xì)水霧。

本發(fā)明的一種基于FLUENT計(jì)算的超細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的參數(shù)確定系統(tǒng)，包括：