唐智 方正 袁建平 王骏横

(武汉大学 土木建筑工程学院，湖北 武汉430072)

与传统水灭火方式相比，灭火喷头把水生成颗粒形态，增大水的比表面积，使之具有较强的火场冷却、灭火能力.然而，喷出的水颗粒会影响烟气稳定性，加剧烟气沉降，并不利于火场人员疏散及救援，其原因一方面是水颗粒冷却作用减小了烟气层浮力，另一方面是水颗粒降落过程中对烟气施加的向下拖曳力.

不少学者建立了理论模型描述喷头水颗粒与火灾烟气相互作用的现象，模型通常忽略烟颗粒对火灾烟气流动的影响，将火灾烟气视为理想气体.Chow 等［1］建立了单个灭火喷头水颗粒与热气层相互作用的一维模型.Jackman［2］建立了常用喷淋灭火喷头与火灾烟气层相互作用的“Splash”模型.然而，上述模型并未涉及上层热烟气流入下部冷空气层后的流动特征.为了量化烟气流入冷空气层的沉降距离，Heskestad［3］采用流体射流理论建立了相应模型.Cooper［4］则在文献［3］的基础上，把喷水条件下的烟气流态划分为6 种情况分别进行建模，但模型较为复杂且缺乏实验数据验证.此外，为了判断烟气层在灭火喷头作用下是否发生沉降，Bullen［5］从喷水区域烟气竖向力学平衡角度提出了烟气沉降的临界判据，但该判据与实验对比的结果并不理想. Li等［6-7］继而考虑了烟气层竖向温度梯度及水颗粒空间分布不均等因素，修正了Bullen 判据.

水颗粒对烟气的冷却作用使得喷水区域内烟气较区域外热烟气具有更大……