[发明专利]对船舶狭长空间内火灾热探测器活化时间预测的方法

说明书

本发明是一种对船舶狭长空间内火灾热探测器活化时间预测的方法，该方法基于弱火羽流理论和狭长空间中的一维烟气流动方程，建立了烟气传播时间的理论模型；利用相似理论，建立了一个关于狭长空间稳态火灾烟气传播时间的无量纲模型；再从理论上开发了一个关于狭长空间中热探测器活化时间的数学模型。本发明开发的模型适用于狭长空间，扩大了DETACT‑T2的应用范围。

技术领域

本发明涉及一种对船舶狭长空间内火灾热探测器活化时间预测的方法。

背景技术

火灾是船舶最可怕的事故之一，统计数据显示船舶火灾造成的损失占所有海上事故损失的11％以上。预测火灾热探测器活化时间对于船舶消防安全设计至关重要。在这项研究中，开发了一个数学模型来预测在狭长空间内船舶发生火灾的热探测器活化时间。首先，在狭长空间内火灾烟气传播的时间是烟气从火源扩散到天花板上的目标位置的时间。基于温度的相关性和先前研究中发展的速度，提出了稳态燃烧期间烟气传播时间的理论计算方法。

以前的研究表明，火灾早期探测系统对于探测火灾和有效抑制火灾至关重要。目前已经被广泛使用的热探测器活化时间预测模型及其相应的计算程序有DETACT-QS和DETACT-T2，它们适用于大型无侧限天花板，但是船舶上有许多狭长的空间，因此上述计算程序不适用。

应该提到的是，尽管我们以前的工作开发了关于烟气传播时滞、速度、温度的无量纲方程，考虑到t²火灾(Q＝at²，Q为火源的热释放率，a为火源的成长速率，t为开始燃烧的时间)在狭长空间中的烟气滞后效应，迄今尚未成功获得预测热探测器活化时间的解决方案。

发明内容

本发明的目的是提出一种解决热探测器活化时间的替代方法，适用于预测狭长空间的热探测器活化时间，打破DETACT-T2的使用限制。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现。

一种对船舶狭长空间内火灾热探测器活化时间预测的方法，步骤包含：

步骤1、给出模型的输入参数；

所述的参数包含：HRR、H、R、l_b、Δt、n、S_t、T_act、RIT；

其中，HRR是热释放速率；H是天花板高度；l_b是横截面半宽；Δt是时间步长，t＝iΔt，其中时间识别i＝1,2,3,…n；n是时间步数；S_t是斯坦顿数；T_act是热探测器的活化温度；RIT是响应时间指数；R是火焰羽流中心线的水平距离；

步骤2、不同的时间计算多个参数；

计算t_i时刻的热释放率Q(t_i)＝HRR×t_i；

计算一个封闭形式的无量纲烟气传播时间方程式：

其中，t_trans为在狭长空间内火灾烟气从火源到天花板上的目标位置的蔓延时间；g为重力加速度；

通过所述方程式(1)来进一步计算得到烟气传播时间t_trans(Q(t_i))，及火源在t_i时刻产生的烟气到达热探测器的时间t_arrival(t_i)；

t_arrival(t_i)＝t_i+_trans(Q(t_i)) (2)

步骤3、计算烟气传播时滞；

所述步骤3进一步包含：