综合管沟电缆火灾数值模拟研究

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随着社会发展,对城市基础设施建设的要求也越来越高,其中市政管线建设需根据城市规划变得更加综合集中、空间高效利用且兼顾美观。因此综合管沟应用逐渐成为市政管线建设的主要方式。但是使用综合管沟带来便利的同时也带来了火灾风险。综合管沟内一旦发生火灾,不仅会产生大量烟气影响工作人员逃生,造成伤亡以外,更重要的是导致了市政管线,特别是电缆线路中断,造成重大经济损失。因此针对综合管沟电缆火灾模拟研究对电缆火灾预防以及发生电缆火灾时的消防工作展开都有重要帮助。本文从电缆材料火灾危险性方面分析电缆火灾起因:主要有短路、过载、漏电、接触电阻过大等原因。明确分别分析每种火灾起因的原理。阐述电缆材料种类,并结合综合管沟实际情况选定阻燃电缆外层绝缘材料,使用热重分析仪及锥形量热仪实验,得出电缆材料的热释放速率、质量损失速率参数,并观察阻燃材料在受热时热解变化;从综合管沟结构特点方面分析,重点论述综合管沟中线缆管沟结构(断面设计要求,线缆排布设计以及消防系统设计);从PyroSim软件方面,对其核心FDS数值模型进行分析,分别说明两类流体动力学模型(直接数值模拟、大涡模拟),两类燃烧模型(有限反应率燃烧模型、混合分数燃烧模型)结合使用原理。了解PyroSim工作原理。最后结合上海市某综合管沟结构、热力学实验所得数据以及所选电缆利用PyroSim进行建模并模拟,并根据结论分析综合管沟电缆火灾烟气蔓延过程,热量传递过程。并根据分析对管火灾预防及消防措施提供建议。
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