1、聚集物燃烧对风管影响试验研究本实验中风管的材料为镀锌钢板，风管中的聚集物均匀地平铺在铁皮板上，并用电加热板来引燃风管中的聚集物。图 1 为断面尺寸 400 mm200 mm 的风管模型示意图。由图 1 可知，风管总长为 22 m为了采集聚集物燃烧时的温度数据，在风管的中间位置沿长度方向布置一系列探测点，各断面的编号分别为A，B，C，D，E，F，且在每个断面的竖向位置布置 3 个探测点(共计 18 个)。自上而下依次为 1，2，3。以 A 断面为例，A1 为与风管内上壁面距离 20 mm 处，A2 为与风管内上壁面距离 100 mm 处(风管中心位置)，A3 为与风管内上壁面距离 170 mm
2、处，其他标号依此类推。聚集物的厚度、风管的断面尺寸、通风风速和燃点是聚集物燃烧时的主要影响因素。本试验采用 L16(45)正交试验法，以极限温度为考察指标，各因素均取四水平。表 1 为正交试验结果。由表 1 可以看出，聚集物厚度对极限温度的影响最大，其次为通风风管的风速和聚集物的燃点，相对而言风管断面尺寸的影响较小。因素序号聚集物厚度/m 风管尺寸/mm 风速/(m/s) 燃点/ 极限温度/1 0.01 200200 0.5 250 8302 0.01 400200 1.0 300 8703 0.01 630200 1.5 350 8304 0.01 800200 2.0 400 6255 0
3、.02 200200 1.0 350 7586 0.02 400200 0.5 400 8297 0.02 630200 2.0 250 6638 0.02 800200 1.5 300 8799 0.03 200200 1.5 400 54710 0.03 400200 2.0 350 45611 0.03 630200 0.5 300 83112 0.03 800200 1.0 250 83913 0.04 200200 2.0 300 51714 0.04 400200 1.5 250 84315 0.04 630200 1.0 400 35316 0.04 800200 0.5 350
4、 550k1 789 663 760 794 k2 782 750 705 774 k3 668 669 775 649 k4 566 723 565 589 极差 238 87 225 205 因素主次 优化水平 0.01 400200 1.5 250 参考文献：http:/www.nb- 001，002，003 和 004m，燃点 250的聚集物在风管尺寸 400 mm200 mm，风速 15 ms 的边界条件下进行模拟。图 1 为聚集物厚度对极限温度的影响。由图 1 可知，聚集物厚度的增加，对极限温度的增大是很有限的。因为在同样通风风速情况下，供给燃烧的氧气量是恒定的，随着聚集物厚度的增
5、大，聚集物得不到足够的氧气而不能充分燃烧，所以温度得不到提高。通过对模拟数据进行线性回归分析可知，当聚集物的厚度为0014 m 时，风管中的极限温度达到最大值。2、通风风速对极限温度的影响火焰在蔓延的过程中，会受到风管中气流流动的影响。为研究风速对极限温度的影响，分别设置风速为0，05，10，15，20，25 和 30 ms 进行模拟。由图 2 可知，当风速为 0515 ms 时，风管中聚集物燃烧的极限温度达到最大值。当通风风速为零时，由于不能给聚集物燃烧提供充足的氧气，物质燃烧不充分，部分处于阴燃状态；随着风速的增大，聚集物具有足够的氧气可以充分燃烧，于是温度迅速升高；但当风速过大时，空气与
6、聚集物表面对流换热作用加剧，热量损失严重，从而很难达到燃点而不能持续燃烧。由此可见，风管中聚集物燃烧存在一个临界风速，在这个风速附近，最有利于聚集物燃烧，风管内温度较高，对风管系统的破坏也最严重。对于该边界条件的风管临界风速应该在 0515ms 之间。为进一步分析各因素对风管中聚集物燃烧时的极限温度值的影响，可以从聚集物燃点和风管尺寸两方面来试验研究。1、聚集物燃点对极限温度的影响不同功能的建筑，其通风空调系统风管中沉积的聚集物种类不同，其燃点差别较大。燃点对物质的燃烧起着重要的作用，燃点越低，燃烧所需要的热量越少，就越容易发生燃烧，反之则较难燃烧。已有文献对餐厅、地下车库、办公楼、卷烟厂等建
7、筑的通风空调系统中沉积的聚集物的燃点进行研究，总体而言这些聚集物的燃点大都在 200450之间。为研究聚集物的燃点对极限温度的影响，分别设置燃点为 200，250，300，350，400 和 450进行模拟。模拟结果如图 1 所示。通过对不同燃点聚集物的模拟(见图 1)，燃点较低的聚集物发生燃烧时的极限温度值较高。对于燃点低于300的聚集物，燃烧时的极限温度值都在 800以上。因此在发生火灾时，尤其要注意含有低燃点聚集物的通风风管，这类风管的温度较高，更容易被烧穿并引起次生火灾。2、风管尺寸对极限温度的影响不同风管断面尺寸对风管中聚集物燃烧时的极限温度值会有一定的影响。分别选取断面尺寸为200mm200mm，320mm200mm，400mm200mm，630mm200mm 和 800mm200mm 的 5 种风管在风速为 15 ms 的情况下进行模拟。模拟结果如图 2 所示。由图 2 可知，风管断面尺寸对聚集物燃烧时极限温度的影响比较小，风管尺寸的不同没有引起极限温度的巨大变化风管尺寸的增大，会引进更多的冷空气使风管温度降低，但同时也会带来更多的氧气，有助于燃烧，因此总体来说风管尺寸对极限温度的影响并不大。
