浅析汽车自燃及FDS应用.doc

浅析汽车自燃及FDS应用 安全工程 李艳梅摘要：近年来，汽车自燃事故的数量持续上升。汽车自燃直接危及到乘车人的生命财产安全，并对汽车木身造成毁灭性的损害。为此，对汽车自燃事故的原因进行探究，及如何预防，并分析FDS的应用原理 ，探究是否可用于汽车自燃。为汽车自燃的分析模拟提供一个新的思路。关键词：汽车自燃 原因分析 FDS原理 结合应用1 引言 随着我国经济的高速发展，机动车辆数量也与日剧增，在给人民带来极大方便的同时，也产生了各种安全隐患。其中，汽车自燃便是近年来高频发生的一种现象。根据消防部门的统计，我国每发生的汽车自燃事故数量相当可观。汽车自燃事故，一方面，给乘车人的生命及车辆本身带来毁灭性的损害。另一方面，因着火车辆具有一定的危险性，其它车辆不敢经过事发地点，往往会造成较严重的交通堵塞，尤其是自燃事故发生在市区时，交通堵塞现象更为突出。因此，对汽车自燃原因的分析探究及预防、解决汽车自燃问题，很有必要。但目前很少有学者利用分析软件对汽车自燃进行模拟。本文首先分析汽车自燃原因提出预防措施，然后分析FDS应用方法，最后探究是否可以将FDS应用于汽车自燃的分析。2 汽车自燃原因分析汽车自燃主要分为五方而的原因:电路故障，油路破损，高温条件、润滑条件差，冷却系统故障。2.1电路故障2.1.1线路短路。 有关部门曾对机动车的自燃事件进行过统计分析，因电线短路引起的自燃占60%以上，且主要集中在车龄较老的车上。车载电子线路多集中在发动机舱中，由于发动机工作的缘故，舱内温度长期处于较高的状态，且振动频繁，因此很容易引起电子线路老化和线路接口松动。并且电线胶皮2.1.2进水。 当车辆由于某些部位的渗水或者出现冷凝水，使线束处于水区域内，水因毛细现象通过线路运动到连接器，如果电器元件密封小良，水就会进入到电器元件中，对电器元件产生损坏，以致于导致汽车自燃的发生。2.1.3电路破坏。 现在许多车主都会给新车加装防盗器、音响、CPS和车载电台等，这些作业都将涉及到车辆电路的改动，如果不到专业维修店去进行，便会给汽车自燃的发生隐患。 此外因电路故障引起车辆自燃现象的原因还有线路负载过大；接触不良。2.2油路破损 从油路方而来看，汽车燃油在进入喷油器前都要经过油泵进行加压，因此燃油管道长时间工作在高压条件下，如果油路发生堵塞(如加了劣质燃油)，就会引起燃油管道压力过大，极易造成管道破损，此外，在油管老化或者被刮伤的情况下，也易破损漏油。如果汽油蒸发控制系统(EVAP)中炭罐的活性炭粒孔被进入炭罐的空气中的杂质堵塞，则容易导致油箱内气压过大，造成油箱内铆接口出现裂痕，引起漏油，若温度过高或碰到火花就会引起自燃。在部分老式的化油器式汽车上，汽油滤清器多安装在发动机舱内，距离发动机缸体以及分电器很近，如加上夏季高温，汽油滤清器的连接油管因为受热而变形，使得原来温度低时连接很紧的软管受热变形、变松，导致汽油泄漏，引发自燃。2.3高温条件引起自燃的外界因素是高温天气。盛夏季节，在阳光的照射下，车厢内温度可达50以上，尤其是黑色内饰的车。车内的香水、打火机等在阳光的直射下很容易达到燃点而被引爆，引起自燃。夏季高温还会加速管线老化破损，油料渗漏挥发，电路短路，引起自燃。2.4润滑条件差 汽车零部件润滑条件变坏，将导致零部件工作状况恶化，温度升高。例如，载重车辆长时间行驶，半轴轴承温度过高可能引燃润滑油，并进一步引发轮胎燃烧。2.5冷却系统故障 实践中还发现，若汽车发动机冷却系统出现故障，导致发动机冷却条件迅速恶化，工作温度急剧升高，使缸壁润滑条件变坏(磨损加剧)，活塞和活塞环热膨胀增大。出现爆震和早燃，严重时，发动机过高的温度还会使电路和燃油系统迅速老化引发自燃。3预防措施1、针对电路自燃，在日常维护、维修时应做好以下各个方而的工作:首先，检查燃油管路，保证燃油管路没有龟裂、裂缝或老化的痕迹。其次，按照电气规则处理电器问题。2 、最好选择具备防火性能的内饰材料，一旦发生火灾，火势不易蔓延。3、千万不要将车辆停放在易燃物附近。4、不要将易燃物品，如气体打火机以及空气清新剂、香水、摩丝等放在车内易被太阳照射的部位(如仪表盘上)，更不要将汽油、柴油等危险油品放在车内。5、不要在车内乱扔烟头，最好不要在车内吸烟。6、夏季汽车长时问行驶时，中途应适当休息，不要让汽车长时间暴晒。7、为了安全起见，可根据汽车的使用条件投保车辆自燃险。8、按规定配备灭火器，并要定期更换。如果是干粉灭火器，最好每年去消防器材商店检查一次是否能正常使用。9、做好车辆的检查，避免发生电器短路和接触不良等现象。当今社会，人们的生活与汽车已是密小可分，汽车的普使人们的出行极其便利。汽车作为人们使用的一个功能比较齐全，相对独立自由空间比较大的载体，在使用过程中难免出现各种各样的问题而汽车自燃现象则是其中出现频率极高的一种，且因其隐患比较隐蔽，不易发现，一旦发生，又发展迅速，不易控制，但又极易造成人身安全和则产损失。所以，应主要通过预防，排除种种隐患，避免事故的发生，使汽车给人们提供更安全、舒适快捷的服务。4 浅析FDS FDS(火灾动力模拟)是由美国国家标准局建筑火灾研究实验室开发的基于场模拟的火灾模拟软件，在火灾安全工程领域中应用十分广泛1。 FDS是一个由CFD(计算流体力学)分析程序开发出来的专门用于研究火灾烟气传播的模型，可以模拟三维空间内空气的温度、速度和烟气的流动情况等。场模拟也称物理模拟，是基于火灾过程的质量、动量、能量和化学反应诸方面基本方程的一种高层次的复杂模拟2. 4.1 FDS应用流程图 在用FDS进行火灾模拟时，流程图如图一所示： 图一 FDS火灾流程图4.2物理模型建立 物理建模是在计算机运算能力高度发展的背景下产生的高度智能化的建模技术。当了解事物发展或形成的动力和规律，需要推测其结果时，就可采用基于物理的方法，借助计算机推演能力模拟其发展过程，得到结果状态3。物理建模是计算机建模技术继几何建模、参数化建模、特征建模后发展起来的一种具有更高自动化水平的建模方法4。4.2.1特殊模型的创模技巧FDS在进行基于流体力学的火灾模拟时需要将模拟区域沿坐标轴方向划分成均匀的网格，以网格点为基础计算流体参数。因此，在建立火场实体模型时，FDS只提供了建立沿坐标轴放置的长方形或长方体模型的方法。对特殊形状的实体，我们可以采取分解原理，即把某一特殊形状实体分解成若干个立方体单元来创建，分解的立方体单元越多，所构造出的实体也就越接近原实体。进行分解时，要视所建模型的具体情况而定。4.2.3网格划分技巧一般情况下，用FDS建模时，首先设置一个计算区域，这个计算区域要能包含所建模型，然后在计算区域中创建模型，按照此种方法，只需对一个计算区域进行网格划分，这样做的好处是划分网格比较容易。但当实际模型所占空间比较小，但完全包含此模型所需的计算区域又非常大时，这样做会严重浪费计算时间，因为计算区域需要的网格数量巨大，但只有模型所包含的网格才是必需的，即存在大量的冗余网格。4.3火场实体物理模型 FDS采用OBST (Obstruction:火灾障碍物)和VENT(ventilation:通风)字串建立实体模型，所含的SURF ID系列关键字可设定表而信息。可用于对梁、板、柱、墙等建筑构件和家具等体对象和燃烧(放热)而、通风日等而对象的建模。结论 本文首先通过对汽车自燃原因进行分析并提出预防措施，其次浅析FDS的建模和建模技巧，得出机动车辆作为目标物，其尺寸、内部结构、开口、通风、消防设施等符合FDS场模拟对建模的特殊需要。FDS物理模拟，可以研究汽车自燃过程中的质量、动量、能量和化学反应诸等方面。但是FDS怎样用于汽车自燃的仿真实验，涉及到许多方面的知识，但所学知识有限，还有待探究。 参考文献1 丛北华.廖光煌.韦亚星.计算机模拟在火灾科学与工程研究中的应用J防灾减灾工程学报2003, 23( 2) : 63-69.2 Kevin McGrattan, Glenn Forney. Fire Dynamics Simulator(Version 4) User s Guidel R.U .S. Government Printing Office,2006:1-31.3 谢成林，吴炜煤，