霍岩，黄德香，邹高万，李树声



通道高度对竖通道内旋转火焰热流场的影响

霍岩，黄德香，邹高万，李树声

(哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院，黑龙江哈尔滨，150001)

以一底面边长0.32 m的方形竖通道为研究对象，利用数值方法对通道高度为0.8~2.0 m的旋转火焰热流场进行模拟。研究通道高度对温度、切向旋转速度、竖直向上运动速度的影响。研究结果表明：通道高度增加会加强通道内火焰的旋转，增加由通道侧开缝引射空气进入通道的能力。然而，通道高度对旋转较为剧烈区域顶端和可见火焰顶端的螺旋线角度影响较小，两者角度平均值分别为44.7°和60.9°。

旋转火焰；通道高度；热流场

城市建筑火灾中，火焰在有侧开缝的竖通道型结构空间内容易发生旋转，从而表现出更快的燃烧速度和更高的火焰高度，会加剧火灾的破坏力，并加大火灾的扑救难度[1]。此类受限空间内的旋转火焰(internal fire whirls)特性受通道结构边界等条件的影响较大。以往人们对旋转火焰的研究多是在固定高度通道内进行，竖通道与边界开口等仅作为形成切向流速从而引发火焰旋转的必要条件。例如CHOW等[1−2]在底面边长0.35 m，高度1.45 m(通道高度与底面边长之比约为4.2)的竖通道内进行了旋转火焰实验研究；LEI等[3−4]均在底面边长2 m，高度15 m(通道高度与底面边长之比为7.5)的竖通道内进行了旋转火焰实验和数值模拟研究；HUO等[5−7]在底面边长2.1 m，高度9 m(通道高度与底面边长之比约为4.3)的竖通道内进行了实验和数值模拟研究；……