第23章 火灾情景模拟(超级版本)
23.5建立模拟参数

23.5.1 动态模拟设置

宽范围的设置可以调整动态模拟,包括时间步骤,风流模拟更新频率,和屏幕更新频率。另外,可以调整各种参数来改变火灾的执行和表现形式。请在实施前确保您注意到了这些变化的影响。可以在设置篇章查看例举的定义和说明。

23.5.2 阻力

模拟过程中可以增加或改变阻力。任何模拟开始前的设置或者未按照事件定义的阻力将保持就绪。

例如,某个阻力称为‘矿井防火门’可以在火灾模拟中设置为20分钟,可以模拟预演矿井紧急预案的场景和测试在火灾中的风流和空气情况。

23.5.3 气体

模拟过程中可以增加或改变阻力。任何模拟开始前的设置或者未按照事件定义的阻力将保持就绪。

动态模拟中的气体增加是按照独立于火源可以改变或增加气体组成成分而设计的。气体混合可以通过点选‘混合(Mixture)’按钮直接进入预设参数表中定义。可以在火灾模拟前将气体增加到火灾中(有些情况没有这样的必要)。

该功能可以通过两种方式使用;

(1)如果线性扩散没有选择确认,那么气体混合将通过该风路的所有路径。空气将被改变为制定的混合气体混合物并且所有没有固定浓度的将按照体积平衡到剩余的气体体积中。

(2)如果确认线性扩散,那么风路中空气将按照在编辑框中定义的线性扩散率逐渐被替换(升/米/秒)

选项一设计为既允许用户改变矿井某一点的空气气体的组成成分(也许由于用户可以获得可以应用的传感器数据),也允许用户定制气体的空气容量可以直接注入矿井中(例如GAG单位,或氮气惰性气体系统)

例如,如果气体在火灾矿井中注入到火灾,或者模拟在将随着惰性气体涌入显示降低火灾输出(假定提供的氧气水平降到了足够低),不考虑用户起始输入的燃烧材料的燃烧率。

选项二设计为模拟气体形成,尤其是在微风风流巷道区域中。

例如,如果煤矿在紧急情况下主扇风机减慢或停止运行,那么可以指定瓦斯的释放率,并且可以动态模拟出多长时间后气体或积聚到爆炸水平。

注意该选项类似于气体产生通过体积替换法,空气中的一部分气体被按照时间周期被释放气体所替换。

这对于相对释放率慢的情况是合适的,但对于释放率较高的甚至可以产生显著风流并驱动气体进入未释放区域的情况,推荐使用‘气体注入法’使用定义了气体的固定风量的方式来替代。

23.5.4 气体

可以在事件中添加燃烧材料的类型和定制整个事件时间段起始和结束预估的燃烧率。如果通过火源的氧气不足燃烧率和热量输出可以限制在定制水平以下。低氧情况的火灾状态可以在火灾设置页中定义,见主模拟设置对话框。

例如,要模拟胶轮车火灾,那么胶轮车所有的可燃材料可以估算(轮胎、燃料、油等)可以对燃烧率进行假定(例如当前事件可以推荐胶轮车在2-3小时内完全燃烧)。

可燃材料就可以按照单一燃料的类型(在预设中)考虑,其中综合考虑了所有输出热量和气体材料的平均重量,或者也可以选择,将混合燃料转换为等效数量的现有燃料类型(如柴油),得到同样的热量和气体输出。

对于大型火灾,如煤层火灾,如果当前氧气不充分总的燃烧率不需要非常挑剔。VentFIRE按照当前同等数量的氧气来消耗一定数量的燃烧材料。因此,如果氧气不足过分估计燃料的数量对模拟没有意义。

23.5.5 预设燃烧材料

可以在Ventsim预设系统中增加多达250中不同类型的燃烧材料(从‘设置-预设’菜单)。每种燃料都定义了燃烧输出热量,氧气消耗率,每千克燃料燃烧释放的不同气体的产量率。

Ventsim参照标准系列单一燃料的实验室估计热量和气体产率。用户可以使用不同种类的燃料联合运用生成热量输出和气体,这些产物按照混合比例生成等效混合燃料。

注意由于化学反应的复杂性,在真正的矿井火灾中这些值可能会有明显的变化,特别是极端温度(>1000℃)会使燃烧物质和烃燃料(由热转化的固体或液体燃料蒸汽)产生深度化学反应。

例如Chasm咨询公司了解真正的火灾实验试验表明在强烈的燃料及轮胎燃烧中包含产生大部分一氧化碳(2-3倍的试验室试验)。用户也可以根据自己的实际情况提供得到证明的准确输入值来改变Chasm在系统中设置的默认实验室数据值。

然而就像说明中讨论过的,由于设定值的宽范围使用,模拟的气体值绝对不能作为矿井的可能气体水平测量绝对值,但更大程度是气体污染物范围的参考,并且在不同的矿井部分也可能有变化。

23.5.6 热源

热源是按照现有热量预设的。它们可以代表柴油机、胶带、电力、设备、制冷站或任意其它的热源或冷源。另外,热源选项允许定义通过风路的空气温度。这可以用于设置已知的测量温度,或者指定整个模拟过程中矿井白天和夜间的温度。