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GB/T 31593的本部分規(guī)定了火羽流特征值計算公式的應(yīng)用方法要求,提供了與火羽流計算公式應(yīng)用相關(guān)的下列通用要求:
a)物理現(xiàn)象的描述;
b)計算書;
c)計算公式的局限性;
d)計算公式的輸入?yún)?shù);
e)計算公式的適用范圍。
本部分適用于建設(shè)工程消防性能化設(shè)計和評估中火羽流的計算。
下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。
GB/T 5907(所有部分)消防詞匯
GB/T 31593.1 消防安全工程 第1部分:計算方法的評估、驗證和確認(rèn)(GB/T 31593.1-2015,ISO 16730:2008,MOD)
GB/T 5907界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。
3.1
軸對稱 axisymmetric
《火羽流》平均運動方式和平均動力學(xué)特征參量(例如平均溫升)沿一條垂直中心線對稱。
3.2
火羽流 fire plume
由燃燒所產(chǎn)生的浮力形成的向上湍流流動,通常包括下部的燃燒區(qū)。
3.3
火焰 flame
火羽流的發(fā)光區(qū)域。
3.4
噴射火焰 jet flame
受動量支配而不受浮力、外力支配的火焰。
3.5
準(zhǔn)穩(wěn)態(tài) quasi-steady state
火源熱釋放速率變化引起的其他變化在流場中能立刻顯現(xiàn)出來的一種假定狀態(tài)。
3.6
虛點源 virtual origin
火羽流的虛擬點火源。
注:對于可燃液體的池火而言,如果直徑小于或等于10m,虛點源的位置可能在燃燒的燃料表面以上,如果直徑為10m~20m(參見B.9),那么虛點源的位置就可能在燃燒的燃料表面以下。
4.1 火源產(chǎn)生的火羽流是一種復(fù)雜的熱物理現(xiàn)象,它的狀態(tài)可能高度瞬時,也可能接近穩(wěn)態(tài)?;鹩鹆饔煽拷鹪吹膮^(qū)域和遠(yuǎn)離火源的區(qū)域兩部分組成,靠近火源的區(qū)域通常存在有焰燃燒(陰燃火災(zāi)除外),而遠(yuǎn)離火源的區(qū)域不存在有焰燃燒,只有受浮力控制的向上流動的熱氣體湍流?;鹩鹆餍问绞芏喾N環(huán)境因素的顯著影響,如作為火源(無論是有火焰燃燒還是陰燃)的燃燒物性質(zhì)及其分布、受限邊界類型、空氣量的限制或影響程度、風(fēng)的情況或防火分區(qū)內(nèi)空氣運動情況等等。對于液態(tài)碳?xì)浠衔镌诼短臁㈧o止(無風(fēng))條件下的燃燒,由于上述環(huán)境因素的影響可以忽略不計,所以采用數(shù)學(xué)公式來描述火羽流的問題就得到了簡化。
4.2 應(yīng)采用圖表來描述火源類型、流動邊界條件(包括對稱邊界)以及其他適用于分析的場景因素。
4.3 應(yīng)明確識別需要計算的火羽流特征參數(shù)及其適用范圍,適當(dāng)時應(yīng)包括由相關(guān)計算量推導(dǎo)出來的特征參數(shù)(如基于能量和質(zhì)量守恒定律推導(dǎo)出的煙氣濃度與氣體溫度升高值之間的關(guān)系)和其他與傳遞至遠(yuǎn)離火羽流位置的輻射熱相關(guān)的特征參數(shù)。
4.4 應(yīng)明確識別具體計算公式適用的火羽流區(qū)域(是否存在火焰燃燒,受火源影響的程度如何)。
4.5 不同的計算公式描述了不同的火羽流特征(見4.3)或適用于不同的火羽流區(qū)域(見4.4),當(dāng)有多種方法可用于計算同一個給定量的值時,應(yīng)明示其結(jié)果與選用的計算方法無關(guān)。
5.1 計算書的一般要求見GB/T 31593.1。
5.2 計算步驟應(yīng)由一系列的計算公式表述。
5.3 每個計算公式應(yīng)由獨立的條款表述,其內(nèi)容應(yīng)包含公式輸出的詳細(xì)描述,以及該公式的解釋性說明和限定條件。
5.4 應(yīng)明確定義計算公式中的各變量,給出適用的SI單位;計算公式優(yōu)先選用量關(guān)系式。
5.5 應(yīng)酌情通過引用公認(rèn)的手冊、科技文獻或通過推導(dǎo)等方法給出計算公式的科學(xué)依據(jù)。
5.6 應(yīng)給出計算公式的應(yīng)用實例,演示如何使用符合第4章要求的輸入?yún)?shù)和具體計算過程。
6.1 應(yīng)給出直接應(yīng)用計算公式計算輸出參數(shù)的定量限制條件,并符合第4章所描述場景的要求。
6.2 應(yīng)給出在更通用的計算方法中使用計算公式的注意事項,包括檢查與計算方法中用到的其他關(guān)系式的一致性以及所采用的計算方案。例如,在火羽流和頂棚射流相連接的區(qū)域內(nèi),區(qū)域模型計算中,使用火羽流計算公式得到的結(jié)果可能與使用頂棚射流計算公式得到的結(jié)果不同,從而導(dǎo)致錯誤。
7.1 應(yīng)明確識別計算公式的輸入?yún)?shù),如熱釋放速率或幾何尺寸。
7.2 應(yīng)識別或明確提供輸入?yún)?shù)的數(shù)據(jù)來源。
7.3 應(yīng)按GB/T 31593.1的規(guī)定列出輸入?yún)?shù)的有效范圍。
8.1 應(yīng)通過一組或多組測量數(shù)據(jù)確定公式的適用范圍,這些數(shù)據(jù)應(yīng)通過文件化的程序或標(biāo)準(zhǔn)(參見GB/T 6379)進行評估并達(dá)到一定的質(zhì)量水平(如重復(fù)性、再現(xiàn)性)。
8.2 應(yīng)按照計算方法的評估、驗證和確認(rèn)原則,通過與8.1測量數(shù)據(jù)的比對確定計算公式的適用范圍。
8.3 計算公式應(yīng)用于第4章給出的具體場景時,應(yīng)明確識別其限定條件造成的潛在誤差(如假設(shè)火源為點狀火源)。
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