火灾科学03.pdf

火灾科学 －流动与传热基础 易 亮 yiliang@mail.csu.edu.cn 复杂的火灾过程 火灾是涉及流动、燃烧、传热的复杂过程 可燃物燃烧 火焰辐射 烟气流动 烟气散热 建筑开口气体流动 灭火、阻燃 … 火灾中的流动规律 流体的基本性质 流动性：流体在静止时不能承受任何剪应力；流体的应 力不由形变的大小决定，而是由形变的变化率决定；静 止液面能保持绝对的水平。 连续介质：宏观上，将流体看成连续一片，既没有空隙 也没有分子运动的介质－把流体的物理量（ρ,v,p）作 为空间坐标和时间的连续函数。 粘性：分子运动引起两层流体之间流向动量的传递。理 想流体为无粘流体。 压缩性：流体密度在受到一定压力差或温度差的条件下 可以改变。 火灾中的流动规律 流体运动的描述 拉格朗日法：追踪粒子，独立参数为粒子的初 始位置（a,b,c ）和时间t r =r(a,b,c,t) 欧拉法：描述流场某位置的各参数 p =p (x,y,z,t ) 流体粒子的运动轨迹为迹线 dx =udt dy =vdt dz =wdt 火灾中的流动规律 流体运动的描述 反应空间点速度分布的曲线为流线：流线上所有空 间点的流速均与其相切 流线方程为： dx dy dz dt u v w 定常流动，流线与迹线重合 例：已知流体的速度分布为： u 1=−y ⎧ ⎨ v t ⎩ 求t=1时过(0,0)点的流线及t=0时位于(0,0)点的流体质点轨迹。 dx dy 流线方程为： u v 2 dx dy y xt +c1 y =− 1−y t 2 c 为积分常数，取不同的值代表不同的流线 1 t=1,x =y =0：c1=0 流线方程为： y 2 −2y +2xt 0 ⎧ t2 y =+c 2 dy tdt ⎪ ⎧ ⎪ 2 ⎨ ⎨ 3 dx (1=−y)dt ⎪ t ⎩ − − +