轨道车辆火势增长及热释放速率的预测C

火灾蔓延到邻近车厢,会发生通过热气体/烟雾喷射出侧面车窗或端部车窗的情况。为了基于窗口失效时间评估火灾蔓延到相邻轨道车厢的可能性,根据这两个模型进行了计算。如果预测到火灾将蔓延到附近车厢,那么将预测到新引燃的轨道车的热和烟释放速率的发展过程,并添加到已经燃烧的车厢中。

这里提到的方法是对全尺寸轨道车试验提供了一种合理的补充或替代方法。这一模型的价值在于可以评估的火灾场景和通风条件范围广泛,这样就可选择一种合理保守的设计基础。该模型还可以评估新材料对车厢性能的影响,并可以在材料选择过程中使用该模型。

该模型显示,轨道车内火灾的充分发展与内部装饰材料的燃烧性能、表面积和轨道车厢内燃料的可燃物质量以及车厢的通风条件有关。通风情况的改变(例如窗口失效)可能会导致热释放速率的大幅增加。

未来轨道车辆的大型试验方案,需要报告每种内饰材料的表面积、初始通风开口面积、窗口辐射的发生或其他通风路径的传播。同时,还应报告内部装饰材料的锥形量热仪的试验数据。还应在试验前进行模拟,确定最坏情况下轨道车厢的火势增长和热释放速率条件。

作者:John Cutonilli,Craig Beyler,美国休斯联合公司

国际车辆火灾技术文献摘要汇编(2010—2016),6.1.1

欧盟交通消防安全工程方法的发展

摘要:TRANSFEU 是一个合作项目(中等规模重点研究项目),TRANSFEU 响应 FP7一可持续水陆运输(SST)一2008— RTD-1 的要求,主要涉及主题“领域:7.2.4.1《地面运输系统的综合安全与保障》”及 SST.2008.4.1.1《安全与保障设计》。TRANSFEU 负责为所有地面运输(火车、船只等)提供整体消防安全方法。TRANSFEU 以一种统一的消防安全工程方法为基础,将被动消防安保与主动消防安保模式联系起来。

这种涵盖所有方面的系统是获得最佳设计解决方案的关键,以尊重消防安全目标作为替代规定方法的另一种选择。TRANSFEU 将有助于开发创新的解决方案(用于建设地面运输设计和产品),从而尊重更好的环境。

为了达到这一目标,项目将开发新的数值火灾模拟工具、火灾试验方法和辅助工具,以优化设计符合消防安全目标。为完善本研究的实现过程和成果的传播,本项目得到了由 21 个主要利益相关方组成的联合体所提供的支持,包括:UNIFE 和欧洲列车制造商;欧洲运营商、标准化机构(CEN, IMO)及火灾实验室。项目造价 560 万欧元,工期 3.5 年。    

作者:Alain Sainrat,法国国家实验室

国际车辆火灾技术文献摘要汇编(2010—2016), 6.1.2

浴火重生-混凝土评估

钢筋混凝土结构的房子火灾后还是很完整的。

但经过高温火烤,冷水灭火,钢筋的强度会下降,混凝土也有破损。如何评估结构寿命就是难题了,据说,火灾过程中造成建筑构件混凝土抗胀强度损失的情况是相当复杂的,这也是长期以来国内对火火后混凝土抗压强度检测方法研究没有取得进展的原因之—。就目前的技术水平来看,仅依靠某种单一的方法来评定火灾后混凝土的抗压强度是不可靠的。

风洞模型模拟野火燃烧

野火燃烧是热点,测试标准多是模拟野火过程,如热辐射,飞火等;很少如下模拟野火燃烧过程的。

风洞由“扩散区”和试验区组成。“扩散区”一系列屏风和挡板可以消除四个大风扇产生的风;试验区可以在其中点火,并通过7英尺高的陶瓷玻璃窗观察燃烧情况。包括热电偶和皮托管在内的仪器,用于收集温度、热流、质量损失和风速的数据。

风洞内的研究正在有条不紊地进行。上图中,试验区铺满了一层薄薄的松针和树叶,模拟森林地被物。Simeoni指出,野火在这一地层中开始并蔓延,因此了解火灾动态对于建立准确的野火行为模型至关重要。随后对灌木及其他植被的燃烧以及对风洞的实地研究,将使这些计算模型更加健壮和具有预见性。

消防科技简报,2019年06月期

机动车火灾危险评估试验

摘要:机动车火灾通常可分为两种情形。第一种是车辆在道路行驶中发生火灾,通常发生在碰撞后。在这种情况下,危险评估的重点是乘客及参与应急处置的消防员和应急救援人员的安全。第二种是车辆停放在室内停车场等建筑物内时发生的火灾。在这种情况下,火灾危险评估以建筑物及建筑物内人员的安全为重点。这类火灾很可能与车辆自身有关,通常情况下,车辆本身就是火源。在过去十年中,美国西南研究院(SwRI)进行了一系列实验研究,获得了一些数据以支持上述两种情形的火灾场景危险性评估。本文介绍了这项非盈利性研究的进展。

机动车全尺寸量热仪试验数据库

此研究建立了一个机动车全尺寸火灾试验结果数据库。为收集这些数据,研究人员查阅了 20 份出版物,其中包括 3篇期刊文章、2 篇会议论文和 15 份报告。为将数据纳入数据库,实验中必须进行热释放速率的测量。最后发现有 12 篇文章中提到的共 34 项试验满足这一要求。该数据库由 4 个相互关联的表格组成,这些表主要包含标量数据。主表格包括与时间相关的可用数据,如热释放速率、质量损失、内部热通量、内部温度及内部一氧化碳浓度随时间的变化情况。

汽车材料火灾危险性评估方法

2002 年7 月至 2003 年 10 月,美国西南研究院(SwRI为美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)开展了一项研究项目。从一台厢式乘用车及一台运动型跑车中选取了 18 件车辆外部零件(车厢外部)进行了三种类型试验:1.调制差示扫描量热仪(DSC)确定材料的热物理性能。2. ASTM E 1354(含附加毒性气体分析的锥形量热仪)、FMVSS 302 以及空客和 IMO 烟雾及毒性试验(后者针对 18种材料中的 3 种进行了试验)。3.对 18 个零部件中的 6 个进行中型量热仪(ASTM E1623 或 ICAL)试验。锥形量热仪和 ICAL 的峰值热释放速率始终低于 350kW/m。在更高的热释放速率下,由于试样夹下方熔化材料的池火作用,ICAL值显著升高。实验已基于锥形量热仪数据建立一个简化模型,评估车辆发动机舱内的火势增长情况。

老化对塑料油箱防火性能的影响

按照 ECE R34.01 附录 5 (火灾)及美国交通部 49 CFR393.67E节(坠落试验)的规定,对1998~2001年使用的模型车油箱和原始设备制造商(OEM)新生产的油箱进行了评估。结果表明,老化后的油箱材料具有良好的阻燃性能,并没有发生退化。但是,某些老化的燃料箱未能通过坠落试验。

乙醇一柴油油箱的阻火器评估

针对 4 种典型油箱及其口颈设计,使用乙醇一柴油(15%乙醇一柴油混合物)对各种阻火器进行了评估。在每种油箱上对多个阻火器进行了试验,共计 13 种组合。评估结果表明,金属丝网阻火器不能满足所有油箱及其口颈的要求。粗网眼无法阻止火焰的传播,密网眼仅在几次试验后就腐蚀变薄。试验发现冲压钢制阻火器可以满足所有油箱的要求(仅有一次例外)。另外可确认,任何阻火器都无法在确保鞍形油箱燃料流动的同时,阻止火焰从加油口进人燃料中。

压缩氢气缸的防火性能

根据 FMVSS 304 和 DIS ISO 15869—1 标准,对一台 35一Mpa 的 IV 型氢气缸进行了常规测试。由于测试目的是检查突变失效,因此拆除了泄压装置,以便氢气缸中氢气顺利排出。据估计,油箱在爆炸时释放了约 12.4MJ 机械能,氢气燃烧时释放了高达 197MJ化学能。气缸底部破裂,从试验位置弹射到 82 米以外。记录到的最大冲击波压力如下:1.9m处为 401 千帕,4.2m 处为 18 千帕,6.5m处为 142 千帕。第二次试验是在一辆 SUV 安装 35 兆帕 III 型氢气缸。火焰及热气进入车厢后约 4 分钟,就可以使其失去耐火性能。气缸暴露于丙烷火焰 12 分 18 秒后爆裂。据估计,油箱在爆裂时释放了约 12.8MJ机械能,而根据氢的燃烧热,释放了高达 220MJ 的化学能。根据气缸碎片散落范围,安全隔离区要在 110m 以外。

汽车燃料管释放氢气时的起火

在一台 SUV 车身下方及发动机舱内进行了一系列试验,以调查与汽车燃料系统释放氢气起火相关的危险。方式为释放一定量的氢气后点燃,或者在一定时间内以喷射火形式释放一定量的氢气。多数试验中,二者对车辆造成的损害都极小,被烧毁的主要是塑料元件。车底氢气释放产生的超压小于 1.7 千帕,发动机舱内 24—g/min释放量产生的过压小子0.7 千帕。发动机舱内 48=g/min 释放量产生的过压大于 20千帕。在 64 秒持续释放点燃期间测量到这一压力,对车辆发动机盖造成了严重的机械损坏。所以即便是在最高压下,在距离车辆不远的地方也不会受到伤害。

36V 电池的滥用试验

根据 SAEJ2464 标准,对 36V 和 12V 电池设计进行了对比性滥用试验。两种电池的性能未发现显著差异。

作者:Marc Janssens,美国西南研究院,美国德克萨斯州圣安东尼奥

国际车辆火灾技术文献摘要汇编(2010—2016),4.2.1