船舶舱室空间区域火灾模型研究

船舶舱室内通常存放大量的易燃物品（如燃油、润滑油等）、舱室空间相对封闭，容易引发火灾并导致热烟气在舱室内迅速蔓延，会造成人员伤亡和巨大的财产损失。本项目研究船舶舱室封闭空间火灾特性。采用红外热像仪、摄像机、烟气分析仪、热电偶、电子天平等测试仪器在船舶实验舱内开展实验，对不同燃料（煤油、柴油）、舱室不同开口方式或密闭条件下船舶机舱内压力变化、烟气沉降和温度变化、燃烧质量损失变化、火焰脉动特征进行研究；建立缺氧环境下火羽流卷吸模型，揭示缺氧环境下火焰脉动规律。最终建立适用于船舶舱室空间的区域火灾模型，能够解决火灾过程中压力变化、缺氧羽流卷吸、舱室对外散热三个关键问题，克服现有模型中存在的这些缺陷。可为船舶防火安全设计、火灾扑救和事故调查提供理论支撑和分析手段。

项目对船舶舱室火灾区域模型进行了深入研究，获得了一系列成果。在实验方面，搭建了船舶舱室火灾模拟中尺度实验平台，并通过实验验证了本项目所建立的船舶舱室火灾区域模型模拟结果的准确性。在数学模型方面，基于火灾动力学理论，结合船舶舱室密闭空间特征和实验结果，建立了船舶舱室火灾数学模型，考虑了火灾过程中压力变化、燃烧受限下羽流卷吸、舱室散热三个关键因素，并就模型参数的敏感性进行了研究。在舱室密闭环境下火行为方面，利用小波分析、短时傅里叶变换法实现了对羽流振荡时频特性分析，发展了燃烧受限时间点的分析方法，揭示了受限燃烧特性规律；提出了针对密闭空间火焰图像分割的亮度阈值法；创新性的提出船舶舱室空间火羽流顶棚射流无量纲延迟时间，通过理论研究分析得到了无量纲参数的函数关系式，建立了船舶舱室感温和感烟探测器响应时间计算模型。综上所述，本项目发展了完善的船舶舱室火灾区域数学模型，并开发了相应的计算程序，为后续船舶舱室密闭空间火行为研究打下了坚实的基础。