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船舶机舱火灾及人员逃生仿真研究
| 论文题名： | 船舶机舱火灾及人员逃生仿真研究 |
| 关键词： | 船舶机舱;火灾事故;人员逃生;仿真分析 |
| 摘要： | 建筑火灾中人员的逃生的研究目前已经相对比较完善,但对船舶火灾及火灾中人员的逃生的研究还处于发展的初始阶段。随着船舶在社会经济中的地位的不断上升,对船舶火灾及火灾中人员逃生的研究已经成为船舶消防安全设计的迫切需要,因此对船舶火灾及火灾中人员逃生的研究具有十分重要的意义。 本文在―船舶机舱火灾及火灾机理‖课题的研究的基础上,进一步研究了机舱火灾中烟气浓度场、温度场对机舱火灾中人员逃生的影响。以FDS+EVAC软件为平台,分别采用大涡模拟(LES)的湍流流动模型和Helbing等提出的社会力模型,对船舶机舱火灾动力过程和火灾中人员逃生运动进行仿真研究。利用燃烧化学反应的质量输运方程、能量输运方程、气体状态方程,结合化学燃烧化学反应过程中化学组分守恒,化学元素质量守恒等定理,对船舶火灾中人员逃生运动进行研究。分析了不同高度热烟气人员逃生时间的影响并对烟气变化与人员逃生速度的相关度进行了分析,其结果表明舱内热烟气在火灾发生195s后对人员安全构成威胁,并且随着烟气密度(mg/m3)的增加,逃生速度以-100.94?的斜率不断下降,烟气密度上升到1.28g/m3时逃生速度达到最-3小值0.12m/s,并且随着烟气密度的增大,人员的逃生速度从初始逃生时的1.1m/s左右,下降到0.7m/s左右。 在考虑火灾探测时间、人员对火灾信号的反应时间的前提下,分析了人员的危险来临时间及可用逃生时间,计算结果表明火灾发生后60s感烟探测器探测的火灾信号,由于人员反应时间受许多不确定因素的影响,本文参照工业厂房火灾时人员的反应时间取10～20s,即人员开始逃生的时间为火灾发生70～80s时。同时,通过分析机舱内CO2浓度、CO浓度和舱内温度得出火灾中人员的危险来临时间为195s,即人员的可用逃生时间仅为115s～125s。 最后,针对计算结果,提出了机舱结构及设备布置存在的问题,为类似化学品船机舱结构布置和优化提供重要的参考依据。因此本文的研究结果能为船舶消防系统及船舶机舱布置的优化设计提供重要的参考依据。 |
| 作者： | 刘景敏 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 苏石川 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏科技大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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