一种基于场模拟技术的气体火焰控制方法与流程

一种基于拟技的气体火制方与流1.本发明涉及防训练领域，具是一种基于场模拟术的气体火焰控方法。背技：2.随着现代社对环境保护认识断提高，消防训练受重视，但是人对环保的要求也与日增，利用柴油等料作为消防火源训练方式已经开始渐退出历史舞台，烷、天然气等气燃料取代传统油已经成为一种趋势3.目前，燃气火训练装置已经入消防训练使用阶，其广泛采用在气管路末段打孔方式气，利用电磁阀整供气管路内燃速率、出气量等参来调整气体火焰的释放速率，结合防水与火焰相互用效果来调节电磁参数，达到消防训的灭火效果。但练人员普遍认为燃气真火训练装置末段管路打孔供气式，仅实现了真燃烧，其火焰与料等真实火焰差异大，例如当出气间距较大时，火会不连续，甚至分区域无火焰，火呈现“树林”状而当气孔间距较，可能会造成火焰度偏低等情况。外，气孔尺寸大小等数也对气体火焰态、火焰温度有直接影响。这些已成为制约各种真火练装置发展的一瓶颈。提高气体焰与火灾真实火焰形态相似性，是目消防训练领域亟解决的主要问题4.燃气真火训采用丙烷、天然等清洁燃料燃烧作消防训练火源，燃气真火属于气相燃烧传统油料燃烧属液相燃烧，它们于两种完全不同的烧过程，实现两者态关联难度较大技实要素：5.本发明针对有技术存在的上不足，基于场模拟真技术，提出了种基于场模拟技术的体火焰控制方法其基于场模拟技对气体火焰形态及度分布进行了数值真，并与油料等他火焰进行对比给出了与油料等火相似度较高的燃气火设计方法，提了消防训练中燃真火逼真性，改善燃气真火训练系统火效果，可以用指导燃气真火训装置的建设。6.本发明采取技术方案为：7.一种基于场拟技术的气体火控制方法，包括如步骤：8.步骤s101，计单个出气单元为形或方形平面结，平面上布设直径超过xmm的气孔气孔中心间距不过ycm，确保气孔喷出气均匀布满整个圆形或方形单元面；9.步骤s102，置n种可燃物燃烧工况，种工况对应m种出气单的列阵排列方式，列阵排方式为m×n出气单元组合由出气单元数目定单个出气单元燃烧功率；同时对每种列阵排列方式通过调整出气单尺寸进行仿真初工况的微调；10.步骤s103利用场模拟方法仿真对比可燃物烧过程和列阵排列气体燃烧过程，获得体火焰与可燃物焰的相似度统计息；11.步骤s104根据气体火焰与燃物火焰相似度计信息，得出组合量2/5的最佳数值，其d为相邻出气单元中心之的间距，q为出气单元燃烧功率；12.步骤s105根据设计目标要，利用组合变量d/q2/5的最佳数值，设并验证燃气真火数。13.进一步的，步s102仿真出气口的参数确过程包括：14.s1021，设n种可燃物燃烧况，n≥3；15.s1021，每工况对应m种出气单元的阵排列方式，m≥3；16.s1023，设出气单元的列阵式(m×n)，m、n取值兼顾出气单元数量中、单元尺寸适工程实现，具体根可燃物的燃烧面积定，通常8≥m(n)≥2，单尺寸32cm≥l≥1cm；17.s1024，根可燃物燃烧功率出气单元数量，确单个出气单元的源功率q，即：其中z为可燃物燃烧功。18.进一步的，步s103利用场模拟方法，仿对比可燃物燃烧过和列阵排列的气体燃烧过，获得气体火焰可燃物火焰的相度统计信息，具体括：19.s1031，对火焰高度以及不垂直高度处火焰的平跨度信息；20.s1032，对火焰中心垂直平上的热释放速率分信息；21.s1033，对火焰中心垂直平上的温度分布信息22.s1034，对火焰中心轴线上释放速率随高度分；23.s1035，对火焰中心轴线上释放速率随高度分；24.s1036，获得气火焰与可燃物火相似度。25.本发明具有以优点：26.1、本发明出了多个出气单列阵组合的气体燃模式，解决了目燃气真火训练装置产的气体火焰失真问题；27.2、本发明用场模拟仿真方，通过设计出气单样式、调整出气位阵列布局、出气单尺寸实现对气体焰形态\温度控制，技术要求低实现容易，可设计出最的气体火方案；28.3、现有真训练装置气体管末端往往采取管路孔工艺制作方法该工艺施工周期较长维修保养不方便本方法中的出气元一旦设计完毕，批量生产，现场只行安装，大大缩施工周期；且出单元一旦损毁，可接进行单元模块更，便于维护、保。附图说明29.图1为本发明个出气口设计示图；30.图2为本发明3×3阵列气体火模50×50cm油池火；31.图3为本发明2×2气体阵列火模0.2×0.2m油池火；32.图4为本发明3×3气体阵列火模0.2×0.2m油池火；33.图5为本发明4×4气体阵列火模0.2×0.2m油池火；34.图6为本发明2×2气体阵列火模0.5×0.5m油池火；35.图7为本发明3×3气体阵列火模0.5×0.5m油池火；36.图8为本发明4×4气体阵列火模0.5×0.5m油池火；37.图9为本发明2×2气体阵列火模1.0×1.0m油池火；38.图10为本明3×3气体阵列火模1.0×1.0m油池火；39.图11为本明4×4气体阵列火模1.0×1.0m油池火；40.图12为本明阵列气体火与池火的相关性分析41.图13为本明4×4m油池火(左)4×4丙烷阵列火()仿真结果对比具体实施方式42.下面将结合本明中的附图，对发明中的技术方案行清楚、完整地述。43.本发明实施例供一种基于场模技术的气体火焰控方法，其利用燃真火模拟4×4m柴油油池火具体包括以下步：44.s101，设计单出气单元为圆形方形平面结构，平上布设直径不超mm的气孔，气中心间距不超过ycm，确保气喷出气体均匀布整个圆形或方形单元表面，图1；45.单个出气口为本设计单元，单出气口形成的火焰态直接决定着多出气口组合最终火形态。本实施例单个出气口设置截面为正方形，其面布满直径为4mm的孔，孔之间横向竖向间距为3cm；46.102，设置种可燃物燃烧工，每种工况对应m种出气单元的阵排列方式，列阵排列方为m×n出气单元组合见图2，由出气单元数目确定个出气单元的燃功率；同时针对每种列阵排方式，通过调整气单元尺寸进行真初始工况的微调47.以0.2×0.2m、0.5×0.5m、1.0×1.0m三种不同积的柴油燃烧为拟对象，其对应火源功率为40kw、520kw、3201kw；据柴油面积，设出气单元的列阵方为2×2、3×3、4×4，调整出气单元边长范围为1-32cm，获出气单元火源功q，如表1所示。48.表1气体火阵火模拟仿真工况[0049][0050][0051]s103，利用场拟方法，仿真对可燃物燃烧过程和阵排列的气体燃过程，获得气体火与可燃物火焰的似度统计信息；[0052]通过对3种面积下油燃烧和9种不同列阵方式的体燃烧仿真发现它们形成的火焰形态、焰中心垂直平面的热释放速率分、火焰中心垂直平上的温度分布、中轴线上热释放速随高度分布、中轴线上温度随高度布等信息如图3-11所示。通过数据整理，者火焰的相似度围为0.789～0.988，见表2[0053]表2丙烷阵列火融判据[0054][0055][0056]s104，根据气火焰与可燃物火相似度统计信息，出组合变量d/q2/5的最佳数值，其d为相邻出气单元中心之的间距，q为出气单元释放速率；[0057]根据表2信息，绘组合变量d/q2/5与火焰相似度关曲线如图12所示，图中可以发现，当d/q2/5大于0.045时，阵气体火与油池火相似性开始降低；于火焰温度，当d/q2/5大于0.055时，阵气体火与油池火相似性开始降低。此，可以认为，d/q2/5小于某一数值时阵列气体火的融火源与油池火的本相似，大于该值，相似度逐渐降低本实施例出气单最佳组合变量d/q2/5应取数值0.045[0058]s105，根据设目标要求，利用合变量d/q2/5的最佳数值，设并验证燃气真火数。[0059]根据设计目标，油面积4×4m，其燃烧功应为：[0060][0061]因火源尺寸较大采用4×4气体单元阵列式，假定气体燃效率为100％，单个气体单元火的功率为：[0062]q1＝q/16＝4473.2kw[0063]根据组合变量d/q2/5＝0.045，气体单中心间距d应不大于：[0064][0065]同时，对于4×4气体火单元列，其中心间距d与列阵单边长l存在如下关系：d＝(4-l)/3，因此气火单元尺寸应不于：[0066]l＝4-3d＝4-3×1.298＝0.106m[0067]从工程实践出发选取气体火单元长为0.25米，经验证发现，16m2气体烧，火焰形态与度相似度非常高见图13，能够满足消防训练的火焰真性要求。[0068]以上所述，仅为发明的具体实施式，但本发明的护范围并不局限于，任何属于本技术域的技术人员在发明揭露的技术围内，可轻易想到变化或替换，都应盖在本发明的保范围之内。因此本发明的保护范围应该以权利要求的保范围为准。技特：1.一种基于场拟技术的气体火控制方法，其特征于包括如下步骤步骤s101，设计单出气单元为圆形方形平面结构，平上布设直径不超mm的气孔，气孔中间距不超过ycm，确保气喷出气体均匀布满个圆形或方形单元表面；步s102，设置n种可燃物燃工况，每种工况对m种出气单元的列阵排列方，列阵排列方式m×n出气单元组合由出气单元数目定单个出气单元燃烧功率；同时对每种列阵排列方式通过调整出气单尺寸进行仿真初工况的微调；步骤s103，利用场拟方法，仿真对可燃物燃烧过程和阵排列的气体燃过程，获得气体火与可燃物火焰的似度统计信息；骤s104，根据气体火焰与可燃物火焰相度统计信息，得组合变量d/q2/5的最佳数值，其d为相邻出气单元中心之的间距，q为出气单元燃烧功率；步骤s105根据设计目标要，利用组合变量d/q2/5的最佳数值，设并验证燃气真火数。2.如权利要求1所述的基于模拟技术的气体火焰控方法，其特征在：步骤s102仿真出气口的参数定过程包括：s1021，设置n种可燃物燃烧工况，n≥3；s1021每种工况对应m种出气单元的列阵排列式，m≥3；s1023，设置出气元的列阵方式(m×n)，m、n取值兼顾出气单元数量中、单元尺寸适工程实现，具体根可燃物的燃烧面积定，通常m、n取值在2-8之间，单尺寸l取值在1cm-32cm之间；s1024，根据可燃物燃烧率和出气单元数，确定单个出气单的火源功率q，：其中qz为可燃物燃烧率。3.如权利要求1所述基于场模拟技术气体火焰控制方法，其特征在于步骤s103利用场模拟方法，真对比可燃物燃过程和列阵排列的气体燃烧程，获得气体火与可燃物火焰的似度统计信息，具包括：s1031，对比焰高度以及不同直高度处火焰的水跨度信息；s1032，对比火焰中心垂平面上的热释放率分布信息；s1033，对比火焰心垂直平