[发明专利]基于正交分析法的排烟效率评价方法

摘要

本发明公开了一种基于正交分析法的排烟效率评价方法，包括：(1)选择影响隧道排烟效果的排烟口设置参数；(2)确定隧道的典型火灾场景；(3)选择排烟效率和对流排热效率作为烟气控制效果的考查指标；(4)使用正交分析方法设计排烟口设置方案；(5)计算每种方案对应的排烟及对流排热效率；(6)选择排烟及对流排热效率最高值对应的因素水平作为最优取值；(7)将各因素水平的最优取值进行组合，初步获得排烟口的最优设置方案；(8)采用排烟、对流排热效率和其它常规指标进行对比分析，确定最优方案。本发明提出的方法可综合考查排烟口设置的多种参数对烟气控制效果的影响，对排烟口设置方式进行优化，给出排烟口设置的最优方案。

主权项

1.基于正交分析法的排烟效率评价方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)选择影响排烟效果的排烟口设置参数，该参数包括各个排烟口的面积、尺寸和间距；(2)确定典型火灾场景；(3)选择排烟效率和对流排热效率作为烟气控制效果的考查指标，其中，排烟效率由下列公式计算得到：η_smoke,CO,i＝m_CO,i/m_CO,max式中，m_CO,i为第i个工况中经排烟口排出的CO质量，m_CO,max为各工况中经排烟口排出的CO质量的最大值；对流排热效率由下列公式计算得到：η_CHR＝Q_{CHR_total}/Q_fire式中，Q_{CHR_total}为每个工况各自经排烟口排出的对流排热总量，Q_fire为火源总热释放量，且Q_fire＝mΔH_c，m为燃料质量，ΔH_c为燃料的燃烧热值；其中，Q_{CHR_total}的计算过程如下：(a)确定排烟口的开启位置，并根据排烟口大小将其分割为N个单元，并在每个排烟口单元内布置温度测点和风速测点；(b)火灾发生60s后开启风机和相应位置的排烟口进行排烟，采集排烟口的烟气温度与流速；(c)根据排烟口处的烟气温度和流速，按照下列公式计算每个排烟口处的对流排热速率得到相应排烟口的瞬时排热性能：式中，c_p为空气比热，为通过第i个排烟口单元的烟气质量流率，且ρ＝1.2kg/m³，S_i为第i个排烟口单元的面积，ΔT_i为第i个排烟口单元内的烟气平均温升；(d)将各排烟口处的对流排热速率相叠加，得到烟气控制系统的总体对流排热速率，即M为所开启的排烟口总数，j为所开启的第j个排烟口；(e)将对时间进行积分，得到通过排烟口排出的对流排热总量，即(4)使用正交分析方法设计排烟口设置方案，具体为：根据正交分析法，确定排烟口设置参数的水平取值，建立正交分析“因素水平表”，根据因素数量和水平数量选择合适的正交表，设计排烟口设置方案；(5)针对根据正交分析方法确定的每种排烟口设置方案及确定的典型火灾场景，开展试验或者数值模拟分析，计算每种方案对应的排烟及对流排热效率；(6)分析隧道中排烟口各因素取值的变化趋势，选择排烟及对流排热效率最高值对应的因素水平作为最优取值；(7)将各因素水平的最优取值进行组合，初步获得排烟口的最优设置方案；(8)针对优化后的设置方案开展试验或数值模拟，采用排烟、对流排热效率和其它常规指标进行对比分析，判断最优设置方案的烟气控制效果是否为所有方案中的最优方案，是，则获得排烟口的优化设置方案；否，则返回步骤(4)。