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GB/T 31593.5-2015 消防安全工程 第5部分:火羽流的计算要求

  • 发表时间:2022-11-01
  • 来源:共立消防
  • 人气:

1 范围

      GB/T 31593的本部分规定了火羽流特征值计算公式的应用方法要求,提供了与火羽流计算公式应用相关的下列通用要求:

      a)物理现象的描述;

      b)计算书;

      c)计算公式的局限性;

      d)计算公式的输入参数;

      e)计算公式的适用范围。

      本部分适用于建设工程消防性能化设计和评估中火羽流的计算。

2 规范性引用文件

      下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

      GB/T 5907(所有部分)消防词汇

      GB/T 31593.1 消防安全工程 第1部分:计算方法的评估、验证和确认(GB/T 31593.1-2015,ISO 16730:2008,MOD)

3 术语和定义

      GB/T 5907界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

      轴对称 axisymmetric

      《火羽流》平均运动方式和平均动力学特征参量(例如平均温升)沿一条垂直中心线对称。

3.2

      火羽流 fire plume

      由燃烧所产生的浮力形成的向上湍流流动,通常包括下部的燃烧区。

3.3

      火焰 flame

      火羽流的发光区域。

3.4

      喷射火焰 jet flame

      受动量支配而不受浮力、外力支配的火焰。

3.5

      准稳态 quasi-steady state

      火源热释放速率变化引起的其他变化在流场中能立刻显现出来的一种假定状态。

3.6

      虚点源 virtual origin

      火羽流的虚拟点火源。

      注:对于可燃液体的池火而言,如果直径小于或等于10m,虚点源的位置可能在燃烧的燃料表面以上,如果直径为10m~20m(参见B.9),那么虚点源的位置就可能在燃烧的燃料表面以下。

4 物理现象的描述

4.1 火源产生的火羽流是一种复杂的热物理现象,它的状态可能高度瞬时,也可能接近稳态。火羽流由靠近火源的区域和远离火源的区域两部分组成,靠近火源的区域通常存在有焰燃烧(阴燃火灾除外),而远离火源的区域不存在有焰燃烧,只有受浮力控制的向上流动的热气体湍流。火羽流形式受多种环境因素的显著影响,如作为火源(无论是有火焰燃烧还是阴燃)的燃烧物性质及其分布、受限边界类型、空气量的限制或影响程度、风的情况或防火分区内空气运动情况等等。对于液态碳氢化合物在露天、静止(无风)条件下的燃烧,由于上述环境因素的影响可以忽略不计,所以采用数学公式来描述火羽流的问题就得到了简化。

4.2 应采用图表来描述火源类型、流动边界条件(包括对称边界)以及其他适用于分析的场景因素。

4.3 应明确识别需要计算的火羽流特征参数及其适用范围,适当时应包括由相关计算量推导出来的特征参数(如基于能量和质量守恒定律推导出的烟气浓度与气体温度升高值之间的关系)和其他与传递至远离火羽流位置的辐射热相关的特征参数。

4.4 应明确识别具体计算公式适用的火羽流区域(是否存在火焰燃烧,受火源影响的程度如何)。

4.5 不同的计算公式描述了不同的火羽流特征(见4.3)或适用于不同的火羽流区域(见4.4),当有多种方法可用于计算同一个给定量的值时,应明示其结果与选用的计算方法无关。

5 计算书

5.1 计算书的一般要求见GB/T 31593.1。

5.2 计算步骤应由一系列的计算公式表述。

5.3 每个计算公式应由独立的条款表述,其内容应包含公式输出的详细描述,以及该公式的解释性说明和限定条件。

5.4 应明确定义计算公式中的各变量,给出适用的SI单位;计算公式优先选用量关系式。

5.5 应酌情通过引用公认的手册、科技文献或通过推导等方法给出计算公式的科学依据。

5.6 应给出计算公式的应用实例,演示如何使用符合第4章要求的输入参数和具体计算过程。

6 计算公式的局限性

6.1 应给出直接应用计算公式计算输出参数的定量限制条件,并符合第4章所描述场景的要求。

6.2 应给出在更通用的计算方法中使用计算公式的注意事项,包括检查与计算方法中用到的其他关系式的一致性以及所采用的计算方案。例如,在火羽流和顶棚射流相连接的区域内,区域模型计算中,使用火羽流计算公式得到的结果可能与使用顶棚射流计算公式得到的结果不同,从而导致错误。

7 计算公式的输入参数

7.1 应明确识别计算公式的输入参数,如热释放速率或几何尺寸。

7.2 应识别或明确提供输入参数的数据来源。

7.3 应按GB/T 31593.1的规定列出输入参数的有效范围。

8 计算公式的适用范围

8.1 应通过一组或多组测量数据确定公式的适用范围,这些数据应通过文件化的程序或标准(参见GB/T 6379)进行评估并达到一定的质量水平(如重复性、再现性)。

8.2 应按照计算方法的评估、验证和确认原则,通过与8.1测量数据的比对确定计算公式的适用范围。

8.3 计算公式应用于第4章给出的具体场景时,应明确识别其限定条件造成的潜在误差(如假设火源为点状火源)。


以上为标准部分内容,可点击下方链接下载标准原文:

下载地址:《GB/T 31593.5-2015 消防安全工程 第5部分:火羽流的计算要求

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