豎向電纜燃燒數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、電纜是核電廠最普遍的可燃物之一，因此有必要深入研究電纜的燃燒特性等，本文主要基于代數(shù)模型、區(qū)域模型和計(jì)算流體學(xué)模型對豎向電纜燃燒進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，并與實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)行對比。
　　首先，本文將FLASH-CAT(Flame Spread over Horizontal Cable Trays)模型進(jìn)行了改進(jìn)，用改進(jìn)模型估計(jì)豎向電纜橋架火熱釋放速率，并重點(diǎn)研究了改進(jìn)模型在不同電纜間距的豎向電纜橋架火中的應(yīng)用。為了驗(yàn)證改進(jìn)模型，我們對三種

2、典型間距下豎向電纜橋架火進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中記錄了電纜的質(zhì)量損失，并通過計(jì)算得到了質(zhì)量損失速率和電纜火焰長度。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，電纜間距加劇了電纜燃燒，加快了火焰蔓延。通過比較發(fā)現(xiàn)，改進(jìn)模型預(yù)測的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合較好。同時，結(jié)果表明僅通過調(diào)節(jié)火焰蔓延速度，改進(jìn)模型便能夠預(yù)測不同間距下豎向電纜橋架火之間的區(qū)別。
　　其次，電纜的可靠性對于核電安全至關(guān)重要，而電纜表面溫度是電纜失效時間判定的重要參數(shù)。區(qū)域模型是經(jīng)常用于核電火災(zāi)安全評估的模

3、型，其預(yù)測電纜表面溫度的子模型將電纜簡化為單一材料的柱形，忽略了電纜芯的熱特性對電纜表面溫度的影響。本文針對火災(zāi)條件下的電纜表面溫度，考慮電纜芯的材料熱特性，提出改進(jìn)的電纜溫度預(yù)測一維熱傳導(dǎo)模型。選取核電站火災(zāi)評估模型國際合作項(xiàng)目(ICPMP)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)5的火災(zāi)工況，對模型進(jìn)行驗(yàn)證。研究表明:基于改進(jìn)電纜溫度預(yù)測模型的區(qū)域模型得到的電纜溫度預(yù)測值更高，更接近實(shí)驗(yàn)值，其中電力電纜改進(jìn)模型溫升相對誤差較原始模型降低7.4％～10％，控制電纜改