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随着我国经济快速发展,汽车已逐渐走进普通家庭,成为人们的主要代步工具。随之带来的停车问题也日益突出。在城市土地资源紧缺的情形下,地下车库的建设很好的解决了停车位紧张的问题,但同时也带来不可忽视的火灾问题。地下车库是一种受限空间,其封闭性及车辆停放的紧凑性,使得发生火灾时会产生大量热与烟气,造成火灾的蔓延。因此研究地下车库火灾蔓延规律及烟气发展过程对减少火灾的发生,保障人民财产和生命安全有着重要的意义。本文通过全尺寸汽车燃烧实验、材料燃烧特性实验、理论分析和数值模拟等手段对汽车燃烧过程及地下车库火灾进行了研究。主要研究内容和结论如下:(1)介绍了火灾的性质、分类、热量传递方式,分析了汽车火灾事故发生的原因以及地下车库火灾烟气的特点、危害及蔓延。(2)通过对两辆平型反向放置的三厢式小汽车进行全尺寸汽车燃烧实验与数值模拟,描述了汽车燃烧特性,以及火焰在汽车之间蔓延的特性。实验中点火位置位于第一辆汽车的发动机舱内,并在实验开始后约20 min,火焰蔓延至相邻车辆。29 min后,汽车达到充分燃烧阶段。火灾蔓延至相邻车辆时,汽车轮胎首先被引燃。汽车内各个测点测得的最高温度在580°C900°C之间;实验室空间各个测点测得的烟气最高温度在89°C285°C之间。通过间接计算得出,11min15 min 50 s之间的烟气产生率为1.76 m3/s。(3)基于全尺寸汽车燃烧实验,利用FDS数值模拟软件建立模型重现汽车火灾场景。模拟结果显示,汽车起火15 min后,烟气高度为1.8 m。距离地面2.0m高度处,烟气温度小于60℃,能见度为5.0 m10 m,CO体积分数小于0.05%。数值模拟中各个测点测得的烟气最高温度与全尺寸汽车燃烧实验中测得结果有较高的一致性,表明FDS在模拟火灾烟气特性方面具有很高的准确性和可信度。(4)利用锥形量热仪测定了汽车轮胎的引燃时间、临界引燃热流量CHF和热释放速率等燃烧特性参数。实验设置了3种不同辐射强度:20 kW/m2、30 kW/m2、40 kW/m2。为减小实验误差,每种辐射强度分别做3次实验。根据实验得出:20kW/m2、30 kW/m2和40 kW/m2辐射强度下轮胎试样的引燃时间为86 s、25 s、14s,即辐射强度越大,材料引燃时间越短;轮胎试样的临界引燃热流量CHF为15.4kW/m2,热反应参数TRP为334.5 kW·s1/2/m2;轮胎式样的热释放速率出现三次峰值,辐射强度越大,出现峰值的时间越短;辐射强度对三次热释放速率峰值影响较小。(5)建立FDS全尺寸模型对5.0 MW的地下车库火灾进行数值模拟,探究地下车库火灾的烟气流动情况,并对比分析在不同挡烟垂壁高度下建筑内烟气层温度和沉降速度等指标,进而分析挡烟垂壁对烟气流动的影响作用。研究结果表明,挡烟垂壁可以有效地限制火灾烟气的蔓延速度,进而降低烟气层温度,减缓烟气层下降速度,为人员安全疏散赢得更多时间。且挡烟垂壁越高,效果越好。