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流體力學(xué)在消防中的應(yīng)用范文1
關(guān)鍵詞：《工程流體力學(xué)》；問(wèn)題探究式教學(xué)方法；教學(xué)效果
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）04-0223-02
《工程流體力學(xué)》是能源動(dòng)力、土木工程、環(huán)境工程等諸多專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，由于該課程的學(xué)習(xí)中有不少涉及到高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理等課程的知識(shí)點(diǎn)，因而學(xué)生普遍感覺(jué)學(xué)習(xí)難度高，興趣不大[1]。筆者從多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)中總結(jié)出問(wèn)題探究式教學(xué)方法，并取得了一定的教學(xué)效果，同時(shí)也對(duì)教學(xué)活動(dòng)中存在的一些問(wèn)題進(jìn)行了思考并提出了具體改進(jìn)措施。
一、以傳授知識(shí)點(diǎn)為主的教學(xué)模式存在的問(wèn)題
目前大部分高校的《工程流體力學(xué)》課程仍采用傳統(tǒng)的課堂面授的教學(xué)方法，教師是教學(xué)活動(dòng)的主要組織者，授課教師以演講者的身份，按照教材編排來(lái)講授教學(xué)內(nèi)容，因此課程知識(shí)點(diǎn)為單向傳授式，學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容往往缺乏主觀的思考，只是被動(dòng)地接納。以傳授知識(shí)點(diǎn)為主體的教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)概念講解和公式推導(dǎo)，學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容理解不深，大多數(shù)學(xué)生也只能做到課后照搬公式做題，而對(duì)后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)中碰到的新問(wèn)題無(wú)法做到歸納分析，最終也不能有效提升運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。由于人類對(duì)科學(xué)的認(rèn)知都是從現(xiàn)象開(kāi)始的，現(xiàn)象表現(xiàn)出的規(guī)律性引導(dǎo)人們不斷探究現(xiàn)象背后的本質(zhì)，因此《工程流體力學(xué)》課堂的教學(xué)組織也應(yīng)遵循從現(xiàn)象到規(guī)律的認(rèn)知路徑。課堂應(yīng)先從日常生活及工程實(shí)例中提出問(wèn)題，由教師引導(dǎo)學(xué)生剖析問(wèn)題，逐漸深入到現(xiàn)象背后的規(guī)律性內(nèi)容，再經(jīng)概念闡述和理論推導(dǎo)，完成前述問(wèn)題的理論解釋。以問(wèn)題探究為主體的教學(xué)模式顯然更有助于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
二、《工程流體力學(xué)》問(wèn)題探究式教學(xué)的課堂組織
在實(shí)施問(wèn)題探究式教學(xué)模式時(shí)，教師盡可能選取來(lái)自于日常生活現(xiàn)象以及有專業(yè)背景的問(wèn)題，并以圖片、動(dòng)畫(huà)或視頻等較形象化的方式給出，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)流體力學(xué)的感性認(rèn)識(shí)，教師要根據(jù)學(xué)生課堂的反應(yīng)情況對(duì)學(xué)生不斷引導(dǎo)，鼓勵(lì)學(xué)生啟用發(fā)散性思維方式解決問(wèn)題，鼓勵(lì)學(xué)生大膽嘗試，通過(guò)對(duì)問(wèn)題抽絲剝繭式的分析來(lái)提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力。課堂上的問(wèn)題和探究性的思考過(guò)程要讓學(xué)生的思維活躍起來(lái)，讓學(xué)生意識(shí)到所學(xué)的知識(shí)是鮮活、有用而又有趣的，能逐漸領(lǐng)略到流體力學(xué)的美妙之處。在問(wèn)題分析后的理論闡述中要適當(dāng)舍棄一些繁冗枯燥的公式推導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)公式中各項(xiàng)的物理意義和公式的適用條件。本文以課程中的緒論、一元流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)以及孔口管嘴管路流動(dòng)[2]為例，具體闡述探究性問(wèn)題教學(xué)模式的實(shí)施過(guò)程。緒論課的問(wèn)題可以提得多而廣，通過(guò)大量的實(shí)際應(yīng)用和工程問(wèn)題，讓學(xué)生充分理解學(xué)習(xí)課程的目的及意義，做到課程一開(kāi)始就抓住學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)他們的研究熱情。在課程剛開(kāi)始時(shí)，可以讓學(xué)生列舉常見(jiàn)的流體種類，并總結(jié)流體與固體的本質(zhì)區(qū)別；給出儒可夫斯基對(duì)佯繆（永動(dòng)機(jī)問(wèn)題）的描述，讓學(xué)生解釋原因；課堂上用湯匙現(xiàn)場(chǎng)演示水流的附壁效應(yīng)；由目前大氣環(huán)境常見(jiàn)的霧霾問(wèn)題引出顆粒物的繞流阻力問(wèn)題，并讓學(xué)生估算雨滴和塵埃在空氣中的下降速度差異[3]；用圖片方式介紹1940年美國(guó)華盛頓州塔科馬海峽橋事故，讓學(xué)生分析事故原因；介紹市政供水的基本方法，再讓學(xué)生估算學(xué)生宿舍樓供水的壓力；分析采暖系統(tǒng)中設(shè)計(jì)膨脹水箱的原因；夏季和冬季空調(diào)送風(fēng)口的風(fēng)向有何不同，哪些措施能夠盡可能實(shí)現(xiàn)房間內(nèi)溫度的均勻分布。由于緒論課涉及的問(wèn)題可覆蓋整個(gè)課程，可把某些問(wèn)題留給學(xué)生在課后自己分析。在講授一元流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)時(shí)，教師可首先給學(xué)生演示平行紙片的吹氣試驗(yàn)，讓學(xué)生觀察并解釋紙片的飄向；提出常說(shuō)的“水往低處流”論斷一定正確嗎？再根據(jù)市政管網(wǎng)的供水現(xiàn)象，引出驅(qū)動(dòng)流體流動(dòng)的能量形式及其相互轉(zhuǎn)換問(wèn)題，并讓學(xué)生解釋航海中的“船吸現(xiàn)象”、洗澡時(shí)浴簾的飄向問(wèn)題；由煙囪里氣流流動(dòng)的驅(qū)動(dòng)能引出氣體與液體的能量方程形式的不同；由消防水槍在噴水滅火產(chǎn)生的后推力問(wèn)題引出一元流體動(dòng)量方程。
孔口管嘴管路流動(dòng)的內(nèi)容與工程實(shí)際結(jié)合較緊密，可多給學(xué)生實(shí)際案例進(jìn)行分析。如：（1）城市管網(wǎng)夜間的供水水壓為何會(huì)普遍高于白天的水壓？（2）屋頂水箱供水到同一建筑的高層和低層住戶，其壓力有何不同？（3）建筑內(nèi)外存在溫差時(shí)，如何在建筑物壁面上開(kāi)窗，實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)？（4）如何利用虹吸的原理，給魚(yú)缸換水，其關(guān)鍵步驟是什么？（5）冷卻水系統(tǒng)中，如何考慮水泵的揚(yáng)程以保證冷卻水的循環(huán)？為節(jié)約時(shí)間，教師應(yīng)在課前將問(wèn)題留給學(xué)生，為提高課堂效率，可對(duì)每個(gè)問(wèn)題指定若干名學(xué)生完成，并記錄回答情況。
三、探究性課程教學(xué)中其他問(wèn)題的思考
在學(xué)期結(jié)束時(shí)，教師與學(xué)生（共兩個(gè)班級(jí)，約130人）通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查、面談、QQ、電話等方式進(jìn)行了溝通，發(fā)現(xiàn)教學(xué)中有如下問(wèn)題值得關(guān)注。
1.采用問(wèn)題探究式教學(xué)方式需要教師根據(jù)學(xué)生的反饋進(jìn)行分析和引導(dǎo)，會(huì)占用課堂學(xué)時(shí)中相當(dāng)比例的時(shí)間，由于課程學(xué)時(shí)數(shù)的限制，某些問(wèn)題的探討無(wú)法深入，且教學(xué)內(nèi)容主要由PPT方式完成，因此教學(xué)進(jìn)度普遍較快。當(dāng)學(xué)生在課堂上未能理解和掌握某些知識(shí)點(diǎn)后，很容易放棄對(duì)后續(xù)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)。因此筆者建議，授課教師應(yīng)組織整理課程的微課資料，讓學(xué)生利用微課資料自主完成預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，大大減少課堂上對(duì)基礎(chǔ)內(nèi)容的講解，將課堂學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)從教師轉(zhuǎn)移給學(xué)生，使學(xué)生能夠在課堂上主動(dòng)基于問(wèn)題進(jìn)行深入探討，從而顯著提高課堂的學(xué)習(xí)效果。
2.有近50%的學(xué)生認(rèn)為教師給出的探究性問(wèn)題有一定的難度，并有助于對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解，能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，課堂上對(duì)問(wèn)題的探究過(guò)程提高了學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。部分學(xué)生希望教師點(diǎn)名提問(wèn)并記住自己的名字，也較喜歡這種教學(xué)模式；當(dāng)然也有部分學(xué)生不太適應(yīng)該方式，尤其是在無(wú)法回答問(wèn)題時(shí)學(xué)生會(huì)感到尷尬。教師應(yīng)提前把問(wèn)題留給學(xué)生，給學(xué)生充分的思考時(shí)間，從而更有效地利用課堂教學(xué)時(shí)間。
3.目前大學(xué)生存在課堂出勤率不理想、上課玩手機(jī)、睡覺(jué)等現(xiàn)象，教師可將學(xué)生座位固定，不點(diǎn)名即可快速統(tǒng)計(jì)學(xué)生的出勤率，并考察學(xué)生的聽(tīng)課情況且及時(shí)記錄，在課程的第一次課上和學(xué)生講明出勤率、聽(tīng)課表現(xiàn)、作業(yè)和平時(shí)小測(cè)驗(yàn)的成績(jī)?cè)诳傇u(píng)成績(jī)中的比重和計(jì)分方法，細(xì)化考核要求，并嚴(yán)格按規(guī)定執(zhí)行，這樣能有效地督促學(xué)生端正學(xué)習(xí)態(tài)度，重視平時(shí)學(xué)習(xí)。
4.課程考核方式和難度要求是檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的重要方面。通過(guò)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)有近40%的學(xué)生認(rèn)為教師應(yīng)采用閉卷方式并嚴(yán)格進(jìn)行考核，不希望考試降低難度。這項(xiàng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)說(shuō)明，不少學(xué)生有主動(dòng)學(xué)習(xí)的愿望，學(xué)習(xí)態(tài)度端正，并愿意采用嚴(yán)格的考核方式來(lái)檢查自己的學(xué)習(xí)效果，因此授課教師在考核時(shí)應(yīng)堅(jiān)持原則，對(duì)學(xué)生認(rèn)真負(fù)責(zé)，出題難度適中，學(xué)生卷面分?jǐn)?shù)盡可能符合正態(tài)分布。
四、結(jié)論
本文采用問(wèn)題探究式的教學(xué)方式對(duì)《工程流體力學(xué)》課程進(jìn)行了教學(xué)實(shí)踐，并給出了問(wèn)題探究式教學(xué)方法的具體實(shí)踐過(guò)程。通過(guò)與學(xué)生的溝通和問(wèn)卷調(diào)查，了解到近半數(shù)的學(xué)生認(rèn)可問(wèn)題探究式的教學(xué)方法，認(rèn)為該方法有助于加深對(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容的理解。在問(wèn)題探究式教學(xué)過(guò)程中，教師也發(fā)現(xiàn)需要在以下方面進(jìn)行改進(jìn)：應(yīng)嘗試?yán)眯滦偷幕ヂ?lián)網(wǎng)教學(xué)手段，如微課等方式，進(jìn)一步提高課堂學(xué)習(xí)效率，將課堂學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)從教師轉(zhuǎn)移給學(xué)生；強(qiáng)化平時(shí)考核，細(xì)化成績(jī)?cè)u(píng)分方法，期末考試題目要有合理的難度，成績(jī)分布應(yīng)合理。
參考文獻(xiàn)：
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The Exploration and Reflection of Problem-Based Teaching Method for "Engineering Fluid Mechanics" Course
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（School of Environment and Architecture，University of Shanghai for Science and Technology，Shanghai 200093，China）
流體力學(xué)在消防中的應(yīng)用范文2
關(guān)鍵詞 燃燒學(xué) 教學(xué)內(nèi)容 改革與創(chuàng)新
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
能源是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，對(duì)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展和改善人民生活質(zhì)量具有十分重要的保障作用。世界總能源的80%左右來(lái)自于石油、天然氣、煤等物質(zhì)的燃燒，而且絕大多數(shù)污染物如HC、CO、NOx、CO2等的排放也源自于燃燒，這將引起環(huán)境污染和氣候變暖等問(wèn)題。目前，節(jié)能減排是當(dāng)今社會(huì)的主題?！叭紵龑W(xué)”正是研究將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成熱能的一門(mén)學(xué)科，對(duì)能源的高效利用和污染物的有效控制至關(guān)重要，尤其是隨著全世界能源短缺和環(huán)境污染等問(wèn)題的日益嚴(yán)峻，“燃燒學(xué)”作為基礎(chǔ)應(yīng)用研究越來(lái)越受到各高校及科研機(jī)構(gòu)的重視。
在我國(guó)絕大多數(shù)普通高等院校中，“燃燒學(xué)”作為本科生的專業(yè)基礎(chǔ)課程在能源動(dòng)力、消防與安全、化學(xué)化工、航天航空等專業(yè)中獨(dú)立開(kāi)設(shè)。作為一門(mén)既年輕又古老的基礎(chǔ)學(xué)科，隨著社會(huì)對(duì)高等院校學(xué)生的要求不斷提高，“燃燒學(xué)”課程對(duì)能源類專業(yè)的教學(xué)改革與創(chuàng)新尤為重要。
近年來(lái)，各院校在“燃燒學(xué)”課程的教學(xué)技巧、方法、手段等方面都取得了一定的成就，總結(jié)了不少的寶貴經(jīng)驗(yàn)。但是隨著社會(huì)需要的不斷變化，在很多方面還需要不斷的發(fā)展和完善。為了更好地促進(jìn)“燃燒學(xué)”課程的教學(xué)，并培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的能源類高素質(zhì)人才，筆者根據(jù)“燃燒學(xué)”課程的特點(diǎn)，并結(jié)合最近幾年講授能源與動(dòng)力工程專業(yè)本科生“燃燒學(xué)”課程的經(jīng)驗(yàn)，從“燃燒學(xué)”課程的特點(diǎn)、存在的問(wèn)題、改革與創(chuàng)新等方面進(jìn)行介紹總結(jié)。
1“燃燒學(xué)”課程特點(diǎn)
1.1理論性強(qiáng)
“燃燒性”涉及的理論較多，如燃燒反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)機(jī)理，燃燒的著火、熄火、火焰?zhèn)鞑ァ⒒鹧娣€(wěn)定、預(yù)混火焰、擴(kuò)散火焰、層流和湍流燃燒、燃燒產(chǎn)物的形成機(jī)理等，而且各種理論相互關(guān)聯(lián)，較為復(fù)雜。
1.2涉及面廣
“燃燒學(xué)”內(nèi)容涉及面較寬，包括傳熱學(xué)、流體力學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)和高等數(shù)學(xué)等多學(xué)科知識(shí)，學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程時(shí)需要有一定的化學(xué)、物理、高等數(shù)學(xué)、流體力學(xué)和傳熱學(xué)等相關(guān)知識(shí)才能更好的掌握。
1.3內(nèi)容豐富
“燃燒學(xué)”課程的內(nèi)容非常豐富，主要分為兩大方面：一是燃燒理論方面的內(nèi)容，主要以燃燒過(guò)程涉及的基本過(guò)程作為對(duì)象。二是燃燒技術(shù)方面的內(nèi)容，主要是應(yīng)用上述理論研究的結(jié)果來(lái)解決工程技術(shù)中的各種實(shí)際問(wèn)題。
1.4工程性強(qiáng)
燃燒科學(xué)應(yīng)用極其廣泛，涉及到日常生活、工業(yè)生產(chǎn)、國(guó)防軍工、航空航天等各個(gè)行業(yè)。例如火力發(fā)電廠的鍋爐、工業(yè)燃燒和蒸汽、各種交通工具的發(fā)動(dòng)機(jī)，都以固體、液體和氣體燃料的燃燒產(chǎn)生的熱能為動(dòng)力；在冶金、化工、玻璃、化肥生產(chǎn)、水泥、陶瓷、石油化工等生產(chǎn)過(guò)程中，都以燃料的燃燒來(lái)提供熱源等。
2“燃燒學(xué)”教學(xué)存在的問(wèn)題
由于“燃燒學(xué)”存在理論性強(qiáng)、涉及面廣、內(nèi)容豐富、工程性強(qiáng)等特點(diǎn)，所以對(duì)教學(xué)的要求較高，在教學(xué)過(guò)程中也存在部分問(wèn)題。
2.1教學(xué)手段不夠豐富
目前的教育教學(xué)中教師作為教學(xué)的主體往往采用板書(shū)和PPT等硬性灌輸?shù)姆绞綄?duì)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)的傳播，而教學(xué)效果好壞的評(píng)估就是學(xué)生最后的成績(jī)，這樣不夠豐富的教學(xué)手段導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)的目的性和功利性很強(qiáng)，尤其是“燃燒學(xué)”這樣的課程，導(dǎo)致課程教學(xué)中該課程對(duì)學(xué)生的吸引力不強(qiáng)，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性不夠。
2.2教學(xué)內(nèi)容更新不及時(shí)
目前“燃燒學(xué)”課程的教材內(nèi)容變化和更新不夠及時(shí)，無(wú)法滿足時(shí)代的發(fā)展及社會(huì)的需求，也導(dǎo)致課程內(nèi)容的吸引力不夠，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性不強(qiáng)。
2.3理論結(jié)合實(shí)際針對(duì)性不強(qiáng)
由于“燃燒學(xué)”教材內(nèi)容更新的不及時(shí)，加上授課老師在新的燃燒理論、方式、技術(shù)等方面所掌握的素材有限，導(dǎo)致“燃燒學(xué)”教學(xué)過(guò)程中理論與當(dāng)前的應(yīng)用實(shí)際結(jié)合得不夠緊密，針對(duì)性不強(qiáng)。
3“燃燒學(xué)”課程教學(xué)改革與創(chuàng)新
隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和對(duì)“燃燒學(xué)”知識(shí)的應(yīng)用需求和研究的不斷變化，“燃燒學(xué)”課程在教學(xué)內(nèi)容方面需要進(jìn)行一定的改革和創(chuàng)新。
針對(duì)“燃燒學(xué)”課程的特點(diǎn)及教學(xué)過(guò)程中存在的部分問(wèn)題，筆者將結(jié)合自己“燃燒學(xué)”課程教學(xué)工作的實(shí)踐，探討“燃燒學(xué)”教學(xué)工作中的體會(huì)和建議，在教學(xué)內(nèi)容方面提出部分的改革和創(chuàng)新措施，以供與其他同行進(jìn)行交流探討。
3.1具體教學(xué)內(nèi)容的改革，與時(shí)俱進(jìn)
目前我校使用的“燃燒學(xué)”教材是StephenR.Turns主編的“燃燒學(xué)導(dǎo)論”，涉及固體、氣體、液體等方面的燃燒理論和特征，而我校能源與動(dòng)力工程專業(yè)主要偏向于汽車動(dòng)力方面，以內(nèi)燃機(jī)的燃燒及節(jié)能減排為主，因此在教學(xué)過(guò)（下轉(zhuǎn)第117頁(yè)）（上接第64頁(yè)）程中，我們?cè)诮虒W(xué)中擴(kuò)展了各章教學(xué)內(nèi)容。例如，在燃燒反應(yīng)機(jī)理介紹中增加了一些車用內(nèi)燃機(jī)中的主要燃料如汽油、柴油、生物柴油、乙醇、丁醇等燃燒的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理、影響因素等。隨著先進(jìn)的燃燒模式和模型的出現(xiàn)，我們?cè)黾恿藘?nèi)燃機(jī)中新的燃燒模型的講解和分析，并分析了這些技術(shù)相應(yīng)的理論支撐，如預(yù)混合壓燃（PCCI）、均質(zhì)充量壓燃（HCCI）、燃油反應(yīng)活性亞燃（RCCI）等。
3.2拓寬知識(shí)面，與課程內(nèi)容緊密結(jié)合
由于“燃燒學(xué)”涉及的知識(shí)面廣，在教學(xué)過(guò)程中需要將知識(shí)面拓寬，并與課程內(nèi)容緊密結(jié)合。如在將燃燒過(guò)程中氣流狀況時(shí)，應(yīng)該給學(xué)生適當(dāng)補(bǔ)充和拓寬流體力學(xué)中層流、湍流等知識(shí)。在講燃燒效率、排放污染物等內(nèi)容時(shí)，應(yīng)結(jié)合目前能源狀況、國(guó)家節(jié)能減排主題、十三五規(guī)劃、中國(guó)制造2025等，讓學(xué)生體會(huì)到該方面的重要性和必要性。
3.3注重踐與試驗(yàn)
教學(xué)實(shí)踐可以有效地提高學(xué)生對(duì)于課程的理解能力和工程意識(shí)，并有效培養(yǎng)和提高創(chuàng)新能力?！叭紵龑W(xué)”在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)該注重實(shí)踐與試驗(yàn)。主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：一是通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，利用先進(jìn)的CFD及燃燒計(jì)算分析軟件（如Fluent、AVL Fire、 Star CD、Converge、KIVA、Chemkin等）進(jìn)行燃燒的模擬和分析，讓學(xué)生能比較直觀的去理解和體會(huì)課程中所學(xué)的知識(shí)。二是進(jìn)行相關(guān)的試驗(yàn)，我校雖然沒(méi)有燃燒器、定容燃燒彈等基礎(chǔ)的燃燒學(xué)試驗(yàn)設(shè)備，但是可以有效的利用學(xué)校的AVL發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試臺(tái)架，讓學(xué)生參與柴油機(jī)、汽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)燃燒的測(cè)試和分析，讓學(xué)生在內(nèi)燃機(jī)燃燒試驗(yàn)中更加直觀的理解和掌握各因素對(duì)燃燒和排放的影響情況。三是帶領(lǐng)學(xué)生去參觀和燃燒密切相關(guān)的企業(yè)，如發(fā)電廠、化工廠、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)廠等，讓學(xué)生真切體會(huì)到“燃燒學(xué)”在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用情況。
3.4教學(xué)與科研相結(jié)合
授課老師可以根據(jù)自己的研究方向，將科研成果與“燃燒學(xué)”教學(xué)有效地結(jié)合起來(lái)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中把所學(xué)的理論知識(shí)和生產(chǎn)、科研實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，不但可以有效的培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的能力，同時(shí)為學(xué)生后期在碩士、博士生研究生階段的學(xué)習(xí)和研究打下一定的基礎(chǔ)，滿足后續(xù)科研的需求。同時(shí)鼓勵(lì)興趣濃、能力強(qiáng)的學(xué)生參與到授課老師的科研當(dāng)中。
4結(jié)論
作為能源與動(dòng)力類專業(yè)一門(mén)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，“燃燒學(xué)”扮演著重要角色。從理論性、涉及面、內(nèi)容和工程性等方面對(duì)“燃燒學(xué)”課程的特點(diǎn)進(jìn)行了分析，并指出“燃燒學(xué)”課程教學(xué)過(guò)程中存在的教學(xué)手段不夠豐富、教學(xué)內(nèi)容更新不及時(shí)、理論結(jié)合實(shí)際針對(duì)性不強(qiáng)等問(wèn)題，并提出了“燃燒學(xué)”課程在教學(xué)內(nèi)容方面的改革與創(chuàng)新措施和方法。
參考文獻(xiàn)
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[2] 段鋒，張西和，許詩(shī)雙. 燃燒學(xué)課程教學(xué)改革的探討[J]. 安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2012，（05）：120-122.
流體力學(xué)在消防中的應(yīng)用范文3
[關(guān)鍵詞]消防電源消防電路電路安全
中圖分類號(hào):X9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1671-7597(2009)1110034-01
目前居民住宅已由實(shí)用型轉(zhuǎn)向小康型,人民生活水平不斷提高,大功率電器也逐步普及,但由于在電氣線路設(shè)計(jì)過(guò)程中忽略了安全問(wèn)題,致使電氣火災(zāi)時(shí)有發(fā)生,給居民帶來(lái)了極大的損失。根據(jù)2008年火災(zāi)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。住宅電氣火災(zāi)占全區(qū)電氣火災(zāi)總數(shù)的60%,而且在住宅火災(zāi)起因中居于第一位。電氣線路的主要用途是用來(lái)輸送電能,其特點(diǎn)是線路長(zhǎng)、分支多,應(yīng)用范圍廣,易于接觸可燃物,一般故障較為隱蔽,難以發(fā)現(xiàn)。往往由于短路、過(guò)負(fù)荷、接觸電阻過(guò)大等原因。產(chǎn)生電火花、電弧或引起電線、電纜過(guò)熱,從而造成火災(zāi)。近年來(lái)隨著我國(guó)住宅建設(shè)和電力事業(yè)的飛速發(fā)展,住宅電氣火災(zāi)的數(shù)量也在迅速上升。
一、消防電路設(shè)計(jì)的載流里取值偏大
我國(guó)電氣設(shè)計(jì)中線路載流量和負(fù)載電流量值的選用往往失當(dāng)而偏于不安全,為此常導(dǎo)致線路過(guò)載。國(guó)際上權(quán)威性的線路載流量數(shù)值是IEC364-5-523標(biāo)準(zhǔn),但我國(guó)還沒(méi)有線路載流量的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),一般電氣設(shè)計(jì)規(guī)范中線路載流量數(shù)值偏大,因此選用的線路截面與實(shí)用情況相比往往過(guò)小,留下線路過(guò)載的隱患。例如,在墻上明敷單相線路,采用常用的2.5rnm2銅芯塑料絕緣電線配電,按IEG364-5-523標(biāo)準(zhǔn),此四路的載流量應(yīng)為26A,而按我國(guó)的設(shè)計(jì)資料,這一回路的載流量卻為32A,高出25%沒(méi)有正確的線路載流量數(shù)據(jù),則很難保證線路不發(fā)生過(guò)載的危險(xiǎn)。
二、線路負(fù)荷估算偏小
我國(guó)長(zhǎng)期存在線路負(fù)荷估算偏小而導(dǎo)致線路過(guò)載短路起火的問(wèn)題,這一問(wèn)題尚未得到充分認(rèn)識(shí)。住宅用電的特點(diǎn)之一是負(fù)荷難以估算,隨著生活水平的迅速提高,我國(guó)住宅用電還將持續(xù)增長(zhǎng)。根據(jù)國(guó)外經(jīng)驗(yàn),必須對(duì)住宅用電增大給予充分的估計(jì),留有足夠發(fā)展余量,否則將給電氣消防安全留下無(wú)窮后患。
三、缺乏專門(mén)的電路設(shè)計(jì)規(guī)范
國(guó)際上電氣安全技術(shù)不斷完善和提高,而一些行之有效的電氣安全基本要求在我國(guó)新建和改建線路規(guī)定中卻未見(jiàn)到,設(shè)計(jì)與施工只能參考電力設(shè)計(jì)規(guī)范和防火手冊(cè)中的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行,內(nèi)容零散,不易操作。這些都將會(huì)在我國(guó)新住宅線路和舊住宅改造線路中留一些不安全因素。
四、電路設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題
隨著用電水平不斷提高,為用電方便,避免亂拉臨時(shí)線或亂接抽座板,住宅內(nèi)電源插座的設(shè)置數(shù)量不斷增多,電源插座成了影響用電安全的主要因素。據(jù)北京市對(duì)住宅插座使用情況的一項(xiàng)調(diào)查,居民普遍反映住宅設(shè)計(jì)的固定插座數(shù)最偏少,長(zhǎng)期使用插座板的人占85.5%。插座板影響居室美觀,給日常生活帶來(lái)了很多不便,而且由于居民缺乏電氣安全知識(shí),多用雙芯單層絕緣線來(lái)接抽座板,這種電線沒(méi)有護(hù)套,易因擠壓損傷而破壞絕緣。又因不注愈加接PE線,使所接家用電器不能接地,而且市場(chǎng)銷售的插座板多為不合格產(chǎn)品。據(jù)國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局公布對(duì)插頭插座的抽查結(jié)果顯示:有近四成產(chǎn)品不合格,其接觸壓力和接觸面積均不足,負(fù)荷電流稍大插座板即因接觸不良而產(chǎn)生異常高溫。因此,住宅內(nèi)亂拉電線常引起電氣火災(zāi)事故。線路分支回路過(guò)少回路過(guò)少致使每個(gè)回路所帶的負(fù)荷增大,實(shí)際上等于減小了線路截面,其結(jié)果會(huì)造成線路溫度升高,當(dāng)溫度超過(guò)導(dǎo)線的耐熱溫度時(shí)導(dǎo)線的壽命就會(huì)急劇縮短。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)字,PVC絕緣工作溫度每超過(guò)耐熱溫度8℃,其使用壽命約減少一半。舊住宅改建的電氣線路往往不是由專業(yè)人員設(shè)計(jì)的,施工隊(duì)伍更不規(guī)范,一些用戶為了舒適、安全、實(shí)用而進(jìn)行的二次電氣裝修相反比第一次更不安全,隱患更多。如,現(xiàn)在次裝修中的布線是穿PVC管,走地板下。裝地板時(shí)往往不小心破壞PVC管的保護(hù)作用,致使電線短路的現(xiàn)象較普遍。我國(guó)頒布了有關(guān)建筑室內(nèi)電氣線路必須安裝漏電保護(hù)裝置的強(qiáng)制性規(guī)定的,但住宅樓許多都未裝設(shè)漏電保護(hù)裝置,有些甚至沒(méi)有布設(shè)專用地線(E)或保護(hù)零線(PE),即使有也是虛設(shè)的或者不符合規(guī)范,特別是在中、小城鎮(zhèn)、這類問(wèn)題相當(dāng)普遍。可是這些數(shù)量眾多的舊的住宅核門(mén)前仍在使用。舊樓房的電氣線躋容量小,線路老化嚴(yán)熏,部分地區(qū)的住宅中仍然使用鋁導(dǎo)線,許多建筑電氣設(shè)計(jì)都不符合現(xiàn)行的安全技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),存在著許多用電安全隱患,如火災(zāi)、觸電及損壞用電設(shè)備等,已遠(yuǎn)不能適應(yīng)當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的需要,這些住宅樓電氣線路安全性問(wèn)題日益突出。
五、消防泵故障電路
我國(guó)《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定,消防控制設(shè)備應(yīng)具有顯示消防水泵工作、故障狀態(tài)的功能。為了顯示各消防泵的開(kāi)、停工作狀態(tài),通常的做法是將各消防泵交流接觸器的輔助觸點(diǎn)作為工作狀態(tài)(開(kāi)或停)信息輸出(輔助常開(kāi)觸點(diǎn)閉合為開(kāi)泵,斷開(kāi)為停泵)?？紤]到消防泵故障,可能是機(jī)械方面的,也可能是電氣方面的;目前,國(guó)內(nèi)外尚沒(méi)有能給出各種故障信息的傳感器;因此,準(zhǔn)確給出水泵故障信息的技術(shù),目前尚不能解決。從流體力學(xué)來(lái)說(shuō),消防水泵故障當(dāng)消防水壓不足,用PLC輪流切換各臺(tái)主消防泵進(jìn)行查找。應(yīng)當(dāng)指出,如果消防泵故障多于一臺(tái)或消防水壓不足是由于實(shí)際用水流量人于設(shè)計(jì)值引起,則用上述方法也查找不出有故障的水泵。實(shí)用上,通常把某此水泵動(dòng)力供應(yīng)電路上空開(kāi)跳閘作為消防泵故障的信息?？臻_(kāi)跳閘信息可由空開(kāi)上的輔助觸點(diǎn)方便地給出。
六、火災(zāi)事故時(shí)切除非消防電源的措施
在火災(zāi)情況下,為防止可能發(fā)生的線路短路故障,防止由電氣線路造成火勢(shì)蔓延擴(kuò)大,以及消防員撲救之前應(yīng)切斷起火部位的非消防用電。但如何正確實(shí)施,還有一些問(wèn)題值得研究探討。
(一)按防火分區(qū)切除非消防電源。很明顯,火災(zāi)時(shí)需要切除的,僅僅是“起火部位”的非消防用電,所以切除非消防用電應(yīng)按防火分區(qū)實(shí)施分區(qū)控制,盡可能地縮小強(qiáng)切電源的范圍,盡可能地減少因強(qiáng)切電源造成的意外損失。工程中曾見(jiàn)過(guò)不少?gòu)?qiáng)切非消防電源不進(jìn)行分區(qū)設(shè)計(jì),如二十幾層的高層住宅,當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)若毫無(wú)區(qū)別和毫無(wú)選擇地一次切除電源,造成全樓人為斷電。為防止上述情況的發(fā)生,火災(zāi)時(shí)切除非消防用電應(yīng)按防火分區(qū)實(shí)施分區(qū)控制,對(duì)高層住宅宜按樓層分組,以二十四住宅為例,筆者認(rèn)為每3-4層為一組為好。
(二)組合電源。即由以上任意兩種或兩種以上電源的組合的供電方式,由于上述幾種電源的結(jié)構(gòu)、可靠程度都不同,對(duì)系統(tǒng)的要求和應(yīng)用范圍也不同。所以在實(shí)際當(dāng)中選擇某一種應(yīng)急照明電源有時(shí)是很難滿足要求的,這時(shí)就有必要選擇兩種或兩種以上的應(yīng)急照明電源。當(dāng)應(yīng)急照明電源是取自電網(wǎng)的獨(dú)立電源時(shí),要求由外部引用兩路、獨(dú)立電源供電,確保一路故障時(shí),另一路仍繼續(xù)工作。應(yīng)急照明配電系統(tǒng)自成體系,保證在火災(zāi)情況下,切除非消防負(fù)荷后,系統(tǒng)仍可供電。此種方式供電容量和供電時(shí)間不受限制,轉(zhuǎn)換時(shí)間容易滿足要求。
參考文獻(xiàn):
流體力學(xué)在消防中的應(yīng)用范文4
關(guān)鍵詞 消防指揮人才；物理實(shí)驗(yàn)；消防學(xué)
中圖分類號(hào)：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1671-489X（2013）03-0146-03
Fire Command Talents Should Give Fully Play to Function of Physics Experiment//Dong Xueying
Abstract“Can you fight， Understand management” is the two most fundamental and important core competence for the gross-roots commander. And the physics experiment in the teaching has inspection theory knowledge， train the students’ practical ability， cultivating ability， can stimulate innovation thinking， cultivate scientific spirit function. Therefore， the author from physics experiment can strengthen fire commander theory knowledge learning， can strengthen fire commander combat ability training， can strengthen fire commander command ability raise three aspects the physics experiment function and training target organic combine， this helps to ensure that the school develop Fight can ace in the hole， Tube can scientific and effective qualified fire command personnel.
Key words fire command talents； physics experiment； fire science
消防學(xué)是一門(mén)邊緣性學(xué)科，消防工作主要包括火災(zāi)預(yù)防、防火管理、滅火救援三方面。隨著社會(huì)的發(fā)展，消防工作的范圍已經(jīng)擴(kuò)展到一切應(yīng)急救援和社會(huì)救助工作。作為為全國(guó)消防部隊(duì)培養(yǎng)基層指揮人員的專業(yè)院校，昆明消防指揮學(xué)校教育培養(yǎng)的成效將關(guān)乎國(guó)家和人民生命及財(cái)產(chǎn)的安全和社會(huì)的發(fā)展能否得到保障。多年來(lái)，學(xué)校在為全國(guó)消防部隊(duì)培養(yǎng)輸送指揮人員的發(fā)展歷程中不斷推進(jìn)教學(xué)改革和提升教學(xué)質(zhì)量，努力使培養(yǎng)的學(xué)員都是優(yōu)秀的指揮人才。成為一名合格的基層指揮員最基本也是最核心的能力就是“能戰(zhàn)斗，懂管理”兩方面。而“加深學(xué)生對(duì)有關(guān)物理知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生正確的科學(xué)實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，提高學(xué)生的動(dòng)手能力、觀察分析能力和創(chuàng)新能力”和“加強(qiáng)基礎(chǔ)、重視應(yīng)用、開(kāi)拓思維、培養(yǎng)能力、提高素質(zhì)”正是大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)思想和實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹Ｋ裕趯W(xué)校教學(xué)中就應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮物理實(shí)驗(yàn)的功能來(lái)培養(yǎng)學(xué)員的管理、戰(zhàn)斗能力。
1 消防指揮人員應(yīng)具備的素質(zhì)
消防基層指揮員就是在消防戰(zhàn)斗中直接帶領(lǐng)部隊(duì)作戰(zhàn)的基層干部，結(jié)合消防部隊(duì)的編制結(jié)構(gòu)，消防基層管理干部最基本也是最核心的能力就是“能戰(zhàn)斗，懂管理”。
1.1 能戰(zhàn)斗
能戰(zhàn)斗就是能保證戰(zhàn)斗的勝利。要打贏每一場(chǎng)戰(zhàn)斗，指揮員必須要具備3項(xiàng)條件。
1）要有豐富的理論知識(shí)，這是前提條件。在校學(xué)習(xí)期間，各種火災(zāi)撲救、?；诽幹?、自然災(zāi)害應(yīng)對(duì)等方面的理論知識(shí)都是重要的必修的專業(yè)知識(shí)。
2）要有較強(qiáng)的動(dòng)手操作能力，這是必備條件。理論知識(shí)學(xué)得好，關(guān)鍵還要能把理論知識(shí)科學(xué)地應(yīng)用于實(shí)戰(zhàn)，能把各種事故的理論處置方法在戰(zhàn)斗中高效、合理地使用出來(lái)才是至關(guān)重要的，這就需要具有較強(qiáng)的操作動(dòng)手能力。
3）要有創(chuàng)新突破的思維，這是應(yīng)備條件?，F(xiàn)在的災(zāi)害事故越來(lái)越呈現(xiàn)出復(fù)雜多變性，這就需要指揮員在指揮處置事故過(guò)程中要有靈活多變的方法和突破創(chuàng)新的思維，在面對(duì)各種事故時(shí)，要能時(shí)時(shí)根據(jù)戰(zhàn)情需要做出戰(zhàn)術(shù)方法的調(diào)整跟進(jìn)，及時(shí)提出新的解決辦法，要確保“損失最小化、安全最大化”的戰(zhàn)斗原則。
1.2 懂管理
一名合格的指揮員也是一個(gè)合格管理者，事故現(xiàn)場(chǎng)必須要有有效的管理才能有序地開(kāi)展戰(zhàn)斗。
1）對(duì)戰(zhàn)情的管理。指揮員在戰(zhàn)場(chǎng)上必須時(shí)刻控制住戰(zhàn)斗的發(fā)展情況，并且根據(jù)學(xué)員能迅速地做出合理的調(diào)整，才能及時(shí)控制住災(zāi)害蔓延。
2）對(duì)人員的管理，包括戰(zhàn)斗員和其他現(xiàn)場(chǎng)人員的管理，既要保證所有人員的安全，又要使戰(zhàn)斗人員有效戰(zhàn)斗，其余人員迅速撤離現(xiàn)場(chǎng)并轉(zhuǎn)移到安全地帶。
3）對(duì)現(xiàn)場(chǎng)、周邊環(huán)境及秩序的管理。指揮人員應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際需要，果斷地做出現(xiàn)場(chǎng)的安排布控，這是《消防法》賦予現(xiàn)場(chǎng)指揮員的神圣權(quán)利。
2 物理實(shí)驗(yàn)的功能
從一名合格消防指揮員所需要的兩方面能力來(lái)看，教學(xué)中就要有針對(duì)性地開(kāi)展教學(xué)，要保證在理論知識(shí)傳授好的同時(shí)更兼顧學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，而在教學(xué)中培養(yǎng)動(dòng)手能力的最佳方法就是實(shí)驗(yàn)，即要充分發(fā)揮物理實(shí)驗(yàn)的功能。
2.1 檢驗(yàn)理論知識(shí)
實(shí)驗(yàn)物理和理論物理是物理學(xué)的兩大分支，實(shí)驗(yàn)事實(shí)是檢驗(yàn)物理模型、確立物理規(guī)律的終審裁判。理論物理與實(shí)驗(yàn)物理相輔相成，互相促進(jìn)，恰如鳥(niǎo)之雙翼、人之雙足，缺一不可。物理學(xué)正是靠著實(shí)驗(yàn)物理和理論物理的相互配合激勵(lì)、探索前進(jìn)，而不斷向前發(fā)展的。
2.2 培養(yǎng)動(dòng)手能力
學(xué)習(xí)好和能力強(qiáng)是兩個(gè)層面的問(wèn)題，尤其是動(dòng)手操作能力。學(xué)習(xí)好可能是理論知識(shí)學(xué)得好，但是在面對(duì)具體事件的處置時(shí)，不一定能處理好。社會(huì)實(shí)際需要的是會(huì)做事、能做事、能做好事的人，具備把書(shū)本上的理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際工作的操作能力。而在學(xué)校里最能培養(yǎng)操作能力的方法就是實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)可讓學(xué)生親自動(dòng)手去準(zhǔn)備、組織實(shí)施，最后完成實(shí)驗(yàn)。學(xué)習(xí)任何知識(shí)的最佳途徑是由自己去發(fā)現(xiàn)，因?yàn)檫@種發(fā)現(xiàn)理解最深，也最容易掌握其中的規(guī)律、性質(zhì)和聯(lián)系?，F(xiàn)在教學(xué)論也強(qiáng)調(diào)“要讓學(xué)生動(dòng)手做科學(xué)，而不是用耳朵聽(tīng)科學(xué)”。
2.3 培養(yǎng)觀摩能力
所謂觀摩能力就是觀察并模仿的能力。觀察是有目的、有計(jì)劃的一種探究知覺(jué)，是知覺(jué)的最高形式，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生觀察能力的最重要途徑。觀摩能力的強(qiáng)弱，其實(shí)很大程度上能決定一個(gè)人的理解能力和動(dòng)手能力。實(shí)驗(yàn)課中，通常是教師先演示，然后學(xué)生再做，教師的演示就是為了讓學(xué)生觀摩，在觀察過(guò)程中要看準(zhǔn)教師的操作程序，關(guān)鍵點(diǎn)、要點(diǎn)、難點(diǎn)在哪里？最終的結(jié)果如何？只有在觀摩過(guò)程中找到并發(fā)現(xiàn)方法、規(guī)律，然后總結(jié)，自己做起來(lái)才得心應(yīng)手。
2.4 激發(fā)創(chuàng)新思維
古希臘散文家普羅塔戈說(shuō)：“頭腦不是一個(gè)要被填滿的容器，而是一把要被點(diǎn)燃的火把?！苯處熞艚o學(xué)生創(chuàng)造的空間，使他們的智慧火把點(diǎn)燃發(fā)光，在實(shí)踐活動(dòng)課與實(shí)驗(yàn)中，鼓勵(lì)學(xué)生在求異中勇于創(chuàng)新，這樣既有利于學(xué)生的思維多樣性，又有利于激發(fā)學(xué)生勇于創(chuàng)新的熱情。充分利用物理實(shí)驗(yàn)來(lái)幫助學(xué)生加深對(duì)知識(shí)的理解，提高學(xué)生探索問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。
2.5 培養(yǎng)科學(xué)精神
科學(xué)精神是指世界觀的科學(xué)性質(zhì)，是科學(xué)在其歷史發(fā)展中形成的思維方式、價(jià)值取向、行為規(guī)范和傳統(tǒng)的總和，體現(xiàn)著科學(xué)作為社會(huì)現(xiàn)象的文化內(nèi)涵，是科學(xué)實(shí)現(xiàn)其社會(huì)文化職能的重要形式。對(duì)科學(xué)精神應(yīng)加以正確的理解：一是探索精神，對(duì)未知事物的好奇心；二是懷疑精神，就是不要輕信，不寬容；三是實(shí)證精神，就是不能靠主觀來(lái)判斷，能夠重復(fù)性，能夠被別人獨(dú)立驗(yàn)證，能夠做概率統(tǒng)計(jì)；四是理性精神，要有嚴(yán)密的邏輯，抱著懷疑的態(tài)度，以證據(jù)為基礎(chǔ)，通過(guò)理性的思維進(jìn)行判斷。實(shí)驗(yàn)本身就是檢驗(yàn)真理的標(biāo)準(zhǔn)，在實(shí)驗(yàn)中只有堅(jiān)持科學(xué)的精神正確地完成實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論來(lái)檢驗(yàn)理論的可靠性，才能反映出事物發(fā)展的客觀必然性。
3 物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與消防指揮員的培養(yǎng)有機(jī)結(jié)合
物理實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)的一個(gè)分支學(xué)科，消防指揮專業(yè)屬于一門(mén)新興的邊緣性學(xué)科，從表面看，兩個(gè)學(xué)科似乎關(guān)系不大，但是從一名合格消防指揮人員的素質(zhì)構(gòu)造和物理實(shí)驗(yàn)的功能上來(lái)看，兩者之間有著必然的聯(lián)系：物理實(shí)驗(yàn)是一門(mén)培養(yǎng)操作能力的基礎(chǔ)學(xué)科，消防指揮員正是需要將學(xué)到的理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際戰(zhàn)斗能力的操作者。如果能在物理實(shí)驗(yàn)中把學(xué)生的動(dòng)手操作能力培養(yǎng)好了，使兩者能有機(jī)結(jié)合，則物理實(shí)驗(yàn)功能就能很好地為消防指揮專業(yè)服務(wù)。
3.1 物理實(shí)驗(yàn)可加強(qiáng)消防指揮員理論知識(shí)的學(xué)習(xí)
物理學(xué)作為一門(mén)非常重要的基礎(chǔ)性學(xué)科，它的發(fā)展已經(jīng)深入其他多個(gè)領(lǐng)域，基本涵蓋了消防學(xué)所涉及知識(shí)的學(xué)科范圍，在后續(xù)的專業(yè)課學(xué)習(xí)中，很多課程都直接或者間接應(yīng)用到物理學(xué)知識(shí)，如物理學(xué)中的流體力學(xué)內(nèi)容直接應(yīng)用到消防供水課程中，振動(dòng)和波動(dòng)應(yīng)用到消防通訊中，電學(xué)知識(shí)應(yīng)用到電氣防火中，力學(xué)部分應(yīng)用到戰(zhàn)術(shù)、裝備等。而在這些內(nèi)容的學(xué)習(xí)中，物理實(shí)驗(yàn)又是必不可少的課程，必須通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)的支撐和鞏固，才能完成理論知識(shí)的學(xué)習(xí)。因此說(shuō)，駕起物理學(xué)這駕馬車需要理論物理和實(shí)驗(yàn)物理這兩個(gè)輪子同時(shí)、穩(wěn)步地前行，才能保證專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)。
3.2 物理實(shí)驗(yàn)可加強(qiáng)消防指揮員作戰(zhàn)能力的培養(yǎng)
在物理實(shí)驗(yàn)中，需要學(xué)生自己去動(dòng)手準(zhǔn)備器材設(shè)備，然后把這些器材設(shè)備正確操作使用，按照實(shí)驗(yàn)的操作順序一步一步完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)，最終得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這就類似一場(chǎng)戰(zhàn)斗的過(guò)程：有準(zhǔn)備、有組織、有條理地去打這場(chǎng)戰(zhàn)斗，直到最終取得戰(zhàn)斗的勝利，最后進(jìn)行戰(zhàn)評(píng)、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。通過(guò)大量有針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)，不斷培養(yǎng)起學(xué)生的這種能力，然后逐漸與后續(xù)的業(yè)務(wù)訓(xùn)練課很好地融會(huì)貫通，這無(wú)疑就加強(qiáng)了學(xué)生作戰(zhàn)能力的培養(yǎng)。
3.3 物理實(shí)驗(yàn)可加強(qiáng)消防指揮員指揮能力的培養(yǎng)
指揮能力其實(shí)就是一種臨場(chǎng)應(yīng)變能力和管理能力的集中體現(xiàn)。臨場(chǎng)應(yīng)變能力的培養(yǎng)就是一種創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)，物理實(shí)驗(yàn)的目的恰恰就是要“培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力”。物理實(shí)驗(yàn)就是一門(mén)操作性、創(chuàng)造性很強(qiáng)的課程，在實(shí)驗(yàn)中要大膽創(chuàng)新、鼓勵(lì)創(chuàng)新，要大膽嘗試不同的方法，多采用一些新奇的方法，只要最終能得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果，這些方法就是創(chuàng)新的辦法。教學(xué)中就是要通過(guò)這樣的方法來(lái)培養(yǎng)鍛煉學(xué)生在實(shí)際操作中的創(chuàng)造性思維。培養(yǎng)管理能力就是要加強(qiáng)管理者具有正確的判斷能力、組織能力和客觀、理性、實(shí)事求是的精神態(tài)度。物理實(shí)驗(yàn)是靈活的，但又是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)模谧鑫锢韺?shí)驗(yàn)時(shí)一定要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)匕盐蘸妹恳粋€(gè)環(huán)節(jié)，否則會(huì)產(chǎn)生“失之毫厘、謬以千里”的結(jié)論。所以實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)出實(shí)驗(yàn)者一種理性但又發(fā)散的思維、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)智髮?shí)的作風(fēng)、堅(jiān)持真理但又敢于懷疑的精神，這就是通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)來(lái)培養(yǎng)出一個(gè)合格管理者的方法。
4 結(jié)語(yǔ)
物理實(shí)驗(yàn)和消防指揮是兩個(gè)不同性質(zhì)的學(xué)科專業(yè)，物理實(shí)驗(yàn)也不能直接應(yīng)用于搶險(xiǎn)救援和社會(huì)救助，但是可以通過(guò)這樣一種方式，把學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)過(guò)程中總結(jié)出來(lái)的方法、思想、精神應(yīng)用到學(xué)習(xí)中和實(shí)戰(zhàn)中，使學(xué)校培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生是有“打能出奇制勝、管能科學(xué)有效”能力的合格指揮人才，保證學(xué)校教育的成功性。
參考資料
流體力學(xué)在消防中的應(yīng)用范文5
關(guān)鍵詞 性能化設(shè)計(jì)；火災(zāi)模擬、FDTS；CFAST、FDS
中圖分類號(hào)TM6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2013）88-0041-03
1 防火性能化設(shè)計(jì)
建筑防火“性能化”設(shè)計(jì)是對(duì)“處方式”防火設(shè)計(jì)的改進(jìn)。“處方式”防火設(shè)計(jì)方法根據(jù)建筑物的使用類型、層數(shù)、平面布置、高度、面積等情況，對(duì)照有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范的條文中給定的消防設(shè)施的設(shè)置要求及設(shè)計(jì)參數(shù)和指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)。隨著大型建筑復(fù)雜化、多功能化，以及新材料、新技術(shù)和新的建筑結(jié)構(gòu)形式涌現(xiàn)，傳統(tǒng)的“處方式”防火設(shè)計(jì)有很大的局限性。針對(duì)此缺陷改進(jìn)的“性能化”防火設(shè)計(jì)運(yùn)用消防安全工程學(xué)的原理和方法，根據(jù)總體目標(biāo)確定整個(gè)防火系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到的性能目標(biāo)，并針對(duì)各類建筑物的實(shí)際狀態(tài)，應(yīng)用所有可能方法對(duì)建筑的火災(zāi)危險(xiǎn)和將導(dǎo)致的后果進(jìn)行定性、定量地預(yù)測(cè)和評(píng)估，以期達(dá)到最佳的防火設(shè)計(jì)方案和最好的防火保護(hù)。防火性能化設(shè)計(jì)方法廣泛地應(yīng)用于民用建筑，如超高層建筑、大型商場(chǎng)、地下建筑、大型娛樂(lè)游藝場(chǎng)所等。
國(guó)外許多公司、科研院所等機(jī)構(gòu)將防火性能化設(shè)計(jì)方法應(yīng)用到核電廠建筑廠房的防火設(shè)計(jì)中，編寫(xiě)火災(zāi)模擬軟件對(duì)核電廠放進(jìn)行定量化消防設(shè)計(jì)，如法國(guó)電力公司EDF編寫(xiě)火災(zāi)模擬軟件MAGIC，美國(guó)國(guó)家標(biāo)注技術(shù)研究所（NIST）開(kāi)發(fā)火災(zāi)模擬軟件CFAST，美國(guó)核管會(huì)（NUREG）編寫(xiě)火災(zāi)定量化分析工具FDTs等，而且頒布多項(xiàng)有關(guān)防火性能化設(shè)計(jì)的文件，如NFPA-805，NFPA-806，NUREG-1805，NUREG-1824，NUREG-1934，NUREG-6850等。
2002年，美國(guó)消防協(xié)會(huì)頒布《NFPA-805》，首次將性能化防火標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用到輕水堆核電廠的消防中。2004年，美國(guó)消防協(xié)會(huì)在聯(lián)邦法規(guī)《10 CFR 50.48》中允許美國(guó)核電廠運(yùn)營(yíng)商自愿使用《NFPA-805》中的消防要求作為已有確定性消防需求的另一個(gè)選擇。
美國(guó)消防協(xié)會(huì)頒布了性能化消防國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《NFPA-806》，針對(duì)改進(jìn)型第二代核電站的建設(shè)和運(yùn)行所有階段，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了風(fēng)險(xiǎn)已知/性能化防火改進(jìn)過(guò)程的最低需求。該標(biāo)準(zhǔn)定義核電廠消防相關(guān)術(shù)語(yǔ)，縱深防御的基本需求（如性能化目標(biāo)和準(zhǔn)則），以及分析方法（火災(zāi)模擬定量化分析）等。
美國(guó)核管會(huì)開(kāi)發(fā)一種簡(jiǎn)單的、定量地火災(zāi)危害分析工具（FDTs），文件《NUREG-1805》給出此工具的使用說(shuō)明，用于評(píng)估可信火災(zāi)場(chǎng)景的可能性。這些評(píng)估的目的之一是判斷潛在火災(zāi)是否會(huì)對(duì)核電廠內(nèi)安全停堆構(gòu)件造成嚴(yán)重?fù)p壞。該工具已經(jīng)制作成Microsoft Excel?表格以便使用，它基于火災(zāi)動(dòng)力學(xué)原理，包括簡(jiǎn)單的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式以及詳細(xì)的數(shù)學(xué)方程式，多種物質(zhì)的火災(zāi)特性數(shù)據(jù)表也整合在此表格中。
計(jì)算機(jī)計(jì)算量大、速度快，目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)出多款火災(zāi)模擬軟件，為對(duì)這些軟件進(jìn)行檢驗(yàn)和驗(yàn)證，美國(guó)核管會(huì)組織研究人員進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)測(cè)試，并將測(cè)試結(jié)果匯編成冊(cè)，《NUREG-1824》。此份報(bào)告選取5種火災(zāi)模擬軟件工具作為研究對(duì)象，采用統(tǒng)一的方法開(kāi)展檢驗(yàn)和驗(yàn)證研究，調(diào)查這些軟件在引用到核電廠消防中遇到的問(wèn)題，并將模型相對(duì)于實(shí)際試驗(yàn)的預(yù)測(cè)能力定量化。
隨著核電廠消防性能化設(shè)計(jì)方法的發(fā)展以及火災(zāi)模擬計(jì)算機(jī)技術(shù)的提高，對(duì)核電廠進(jìn)行消防性能化分析的水平不斷提高，為加強(qiáng)對(duì)性能化設(shè)計(jì)中火災(zāi)建模的指導(dǎo)，美國(guó)核管會(huì)頒布《NUREG-1934》。該份文件指導(dǎo)核電廠建筑火災(zāi)建模，分析目前常用的火災(zāi)定量化分析建模工具，對(duì)各類型工具的基本原理進(jìn)行闡述，并分析其優(yōu)缺點(diǎn)。此指導(dǎo)文件給出一些典型火災(zāi)場(chǎng)景的分析注意事項(xiàng)和火災(zāi)建模軟件的選擇。
《NUREG-1934》中火災(zāi)建模過(guò)程分為6個(gè)步驟：1）定義火災(zāi)建模目標(biāo)；2）描述火災(zāi)情景；3）選擇火災(zāi)模型；4）計(jì)算火災(zāi)造成后果；5）開(kāi)展敏感性和不確定性分析；6）記錄分析。
火災(zāi)概率安全分析是當(dāng)前定量化分析的重要方法，美國(guó)電力研究所EPRI和美國(guó)核管會(huì)NRC開(kāi)展火災(zāi)概率安全分析研究并頒布《NUREG/CR-6850》。此文件指出火災(zāi)概率安全分析需要4個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域的人員參與：1）火災(zāi)分析；2）基本PRA和反應(yīng)堆系統(tǒng)分析；3）人員可靠性分析；4）電氣分析。該文件總結(jié)了最新的火災(zāi)概率安全分析方法，為火災(zāi)概率安全分析的相關(guān)人員提供技術(shù)支持。
3 火災(zāi)模擬軟件
目前，常用的火災(zāi)模擬軟件分為3類：1）代數(shù)模型；2）區(qū)域模型；3）場(chǎng)模型。
1）代數(shù)模型
軟件：FDTs及FIVE-Rev 1。
代數(shù)模型是孤立的關(guān)系式，可以從參考文獻(xiàn)中找到，或是從經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)中總結(jié)出的方程，能夠?qū)φw著火場(chǎng)景進(jìn)行概況的簡(jiǎn)單處理。這些關(guān)系式通常是一階微分方程，能夠計(jì)算熱氣層溫度、火焰熱通量、煙氣產(chǎn)生速度、熱氣層高度、探測(cè)器激活時(shí)間等。
優(yōu)勢(shì)：簡(jiǎn)單易用；輸入少；計(jì)算快；可進(jìn)行多參數(shù)敏感性研究。
劣勢(shì)：應(yīng)用范圍有限；現(xiàn)象處理與外界隔離；一般應(yīng)用僅適用于簡(jiǎn)單定義的臨時(shí)火災(zāi)。
2）區(qū)域模型
軟件：CFAST及MAGIC。
區(qū)域模型是將每個(gè)矩形空間分層，不同的軟件將空間分為不同的層數(shù)，如CFAST將矩形空間分為上下2層。區(qū)域模型假設(shè)每一層是充分混合的，同一層內(nèi)的所有火災(zāi)環(huán)境參數(shù)（例如溫度、煙氣濃度等）在同一層內(nèi)是完全相同的。上、下兩層之間的邊界不是固定的，會(huì)在火災(zāi)模擬過(guò)程中上下移動(dòng)。區(qū)域模型相對(duì)于代數(shù)模型而言，可以更好地模擬空間構(gòu)造，輸入輸出數(shù)據(jù)比代數(shù)模型復(fù)雜，但比場(chǎng)模型少、計(jì)算迅速。
優(yōu)勢(shì)：簡(jiǎn)單易用；聯(lián)系熱氣層與本地影響；計(jì)算快；可進(jìn)行多參數(shù)敏感性分析。
劣勢(shì)：偏離矩形空間越大時(shí)錯(cuò)誤越大；大的水平通道處理不好。
3）場(chǎng)模型
軟件：FDS。
場(chǎng)模型使用計(jì)算流體力學(xué)的方法確定某位置處的火場(chǎng)景各個(gè)參數(shù)，場(chǎng)模型將空間劃分為多個(gè)三維網(wǎng)格，因此可以模擬較復(fù)雜空間的火災(zāi)場(chǎng)景。場(chǎng)模型基于一系列的常微分方程和狀態(tài)方程，對(duì)網(wǎng)格邊界處的參數(shù)計(jì)算，因此網(wǎng)格劃分的粗細(xì)決定計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，相連的空間可以劃分為粗細(xì)不同的網(wǎng)格，可以更有效率地關(guān)注重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容并節(jié)省計(jì)算時(shí)間。
優(yōu)勢(shì)：可模擬復(fù)雜幾何形狀和復(fù)雜孔洞空間的火災(zāi)情景。
工作時(shí)間有限或者空間形狀簡(jiǎn)單時(shí)，可以優(yōu)先選擇區(qū)域模型軟件，若有充足的計(jì)算時(shí)間或者空間形狀復(fù)雜時(shí)，可以優(yōu)先選擇場(chǎng)模型軟件。
不同類型的軟件各有優(yōu)缺點(diǎn)，可以相互結(jié)合使用提高效率。例如有條件時(shí)，可以同時(shí)使用區(qū)域模型和場(chǎng)模型對(duì)火災(zāi)場(chǎng)景進(jìn)行模擬，比較兩種模型軟件的模擬結(jié)果，從而更有助于做出消防決策。
NUREG-1824總結(jié)各模型可以計(jì)算的火災(zāi)模擬參數(shù)，如表3所示，此表格有助于根據(jù)研究目的和研究的參數(shù)選擇合適的軟件。
4 火災(zāi)模擬軟件驗(yàn)證和有效性分析
火災(zāi)模擬軟件的驗(yàn)證和有效性分析是保證模擬正確性、適用性的重要步驟。驗(yàn)證就是確定模型是否正確表達(dá)出開(kāi)發(fā)者的理論描述（例如，模型是否正確地建立），而有效性則是確定所建造的模型是否正確地展示現(xiàn)實(shí)世界，是否可以產(chǎn)生所關(guān)注的現(xiàn)象（例如，是否建立的正確模型）。驗(yàn)證是確保建立模型微觀上的每一個(gè)步驟都正確，而有效性則是確保所建立模型宏觀上能反映現(xiàn)實(shí)世界。
NFPA-805要求必須對(duì)軟件進(jìn)行驗(yàn)證和有效性分析，只有權(quán)威管理機(jī)構(gòu)接受的火災(zāi)模型才可以應(yīng)用到火災(zāi)模擬計(jì)算中。NUREG 1934測(cè)試6個(gè)不同系列共26個(gè)全尺寸火災(zāi)試驗(yàn)，對(duì)模型預(yù)測(cè)核電廠可能發(fā)生火災(zāi)場(chǎng)景13個(gè)參數(shù)的能力進(jìn)行驗(yàn)證，得出每種模擬軟件模擬每個(gè)參數(shù)的偏移誤差和標(biāo)準(zhǔn)方差，如果所研究對(duì)象的各參數(shù)在這13個(gè)參數(shù)內(nèi)，則不必再進(jìn)行驗(yàn)證工作；如果部分參數(shù)在這13個(gè)參數(shù)內(nèi)，則要進(jìn)行額外的驗(yàn)證和有效性工作；而如果所有參數(shù)不在這13個(gè)參數(shù)內(nèi)，則驗(yàn)證工作不能基于NUREG 1824的研究結(jié)果。
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流體力學(xué)在消防中的應(yīng)用范文6
【關(guān)鍵詞】 大型冷庫(kù) 干濕兩用 消火栓系統(tǒng) 充水時(shí)間
冷庫(kù)的發(fā)展逐漸轉(zhuǎn)向大型化。基于冷庫(kù)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和材料特性，大型冷庫(kù)的消防安全問(wèn)題，也成為人們?nèi)找骊P(guān)注的重點(diǎn)。冷庫(kù)建筑由于保溫隔熱需要，大多采用有機(jī)外保溫材料，并且建筑內(nèi)部不設(shè)置排煙系統(tǒng)，此外，還存在制冷劑氨發(fā)生泄漏爆炸的危險(xiǎn)。大型冷庫(kù)建筑的冷藏間占地面積及防火分區(qū)面積較大。大型冷庫(kù)冷藏間一般設(shè)置為高架倉(cāng)庫(kù)的形式，火災(zāi)荷載集中，具有更高的火災(zāi)危險(xiǎn)性。因此，針對(duì)大型冷庫(kù)的消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)顯得很有必要。
1 大型冷庫(kù)火災(zāi)特性分析
冷庫(kù)火災(zāi)初期和蔓延過(guò)程中呈現(xiàn)出不同的特點(diǎn)，故掌握不同火災(zāi)階段胡特點(diǎn)，則能確保相關(guān)人員開(kāi)展大型冷庫(kù)消防安全的工作更有針對(duì)性。因此，本節(jié)主要從初期火災(zāi)和火勢(shì)蔓延兩階段分析特大型冷庫(kù)火災(zāi)特性。
1.1 大型冷庫(kù)初期火災(zāi)特點(diǎn)
調(diào)研結(jié)果表明，大型冷庫(kù)初期火災(zāi)特點(diǎn)如下：
（1）可燃物分布集中，種類多。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，冷庫(kù)儲(chǔ)存的貨物的包裝，墻體和管道隔熱保溫層均為可燃或易燃材料，這必然增加了冷庫(kù)發(fā)生火災(zāi)的可能性。（2）燃燒隱蔽，情況復(fù)雜，冷庫(kù)初期燃燒時(shí)，陰燃火焰在夾墻內(nèi)隱蔽向上部或平行方向發(fā)展，外部不易發(fā)現(xiàn)。火勢(shì)加大后，各類電器系統(tǒng)、制冷劑和制冷機(jī)械會(huì)產(chǎn)生許多復(fù)雜的變化，常伴隨泄漏、爆炸等情況。（3）初期階段時(shí)間長(zhǎng)。冷庫(kù)初期火災(zāi)一般持續(xù)15min，而這段時(shí)間也是火災(zāi)撲救的最佳時(shí)期，如果火災(zāi)沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)并控制，一旦蔓延，后果十分嚴(yán)重。（4）起火點(diǎn)難以發(fā)現(xiàn)，起火原因復(fù)雜。冷庫(kù)冷藏間起火點(diǎn)一般也較隱蔽，可能在堆垛內(nèi)，甚至是保溫夾層內(nèi)；有不易發(fā)現(xiàn)的電氣原因、吸煙和違章操作等；從點(diǎn)燃到成災(zāi)時(shí)間較長(zhǎng)，導(dǎo)致燃燒成災(zāi)時(shí)不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，這些都增加了發(fā)現(xiàn)起火點(diǎn)的難度。（5）低溫環(huán)境下，早期消防探測(cè)不能使用或探測(cè)不準(zhǔn)。由于內(nèi)部溫度低，傳統(tǒng)的火災(zāi)探測(cè)器不適合安裝在其內(nèi)部，會(huì)造成結(jié)霜或故障。若探測(cè)器安裝在冷庫(kù)外部，則不易及時(shí)準(zhǔn)確地探測(cè)到火災(zāi)發(fā)生的情況。
1.2 大型冷庫(kù)火災(zāi)蔓延特性
（1）燃燒猛烈，蔓延迅速。大型冷庫(kù)跨度大，一旦起火，冷庫(kù)的隔熱保溫材料（如稻殼、軟木、聚苯乙烯和聚氨酯等）都是易燃物質(zhì)，很容易造成火災(zāi)迅速蔓延并且不容易控制。同時(shí)冷庫(kù)中的空心夾層形成了四壁貫通，通風(fēng)條件好，縱橫兩向同時(shí)蔓延，形成立體火災(zāi)。
（2）煙氣影響大?；馂?zāi)過(guò)程中的煙氣經(jīng)過(guò)冷藏間，形成了低溫?zé)煔?，而低溫?zé)煔獗纫话慊馂?zāi)煙氣的減光性更強(qiáng)，進(jìn)一步增加了撲救的困難。同時(shí)采用聚苯乙烯塑料作保溫材料的冷庫(kù)，發(fā)生火災(zāi)后，立即釋放出大量的有刺激性毒氣。
（3）容易發(fā)生爆炸事故。冷庫(kù)內(nèi)氨氣管道破裂出現(xiàn)氨氣泄漏后，會(huì)散發(fā)出大量氨氣，除對(duì)人員有毒害外，遇明火還可發(fā)生爆炸。此外，在未排空管道時(shí)，氨氣和氧氣可形成爆炸混合氣，遇作業(yè)明火也會(huì)發(fā)生爆炸。
2 大型冷庫(kù)火災(zāi)危險(xiǎn)因素辨識(shí)
2.1 冷庫(kù)工藝系統(tǒng)危險(xiǎn)因素識(shí)別
冷庫(kù)作為一種專用建筑，對(duì)工藝和建筑材料都有特殊的要求。冷庫(kù)所用制冷劑，保溫材料，建筑材料和通風(fēng)系統(tǒng)等都可能引發(fā)火災(zāi)，且造成撲救困難。
在冷庫(kù)使用和管理中，國(guó)內(nèi)外都十分重視防火的要求，我國(guó)規(guī)范上對(duì)冷間建筑材料的耐火等級(jí)和防火分區(qū)都進(jìn)行了細(xì)化。而在低溫環(huán)境中，特別是周期性凍結(jié)和溶解的循環(huán)過(guò)程中，建筑結(jié)構(gòu)極易遭到破壞，平頂上的制冷設(shè)備和管道坍塌，導(dǎo)致火災(zāi)。
冷庫(kù)常用的保溫材料、管線外層包裹物肯儲(chǔ)物包裝等都為可燃物。如果在施工焊接或其他作業(yè)用火不慎，引發(fā)火災(zāi)，保溫材料具有燃燒速度快，產(chǎn)物毒性大和煙霧危害嚴(yán)重等特點(diǎn)。
通風(fēng)系統(tǒng)要求進(jìn)入冷間新鮮空氣應(yīng)先冷卻，因此外界空氣很難直接進(jìn)入冷庫(kù)，當(dāng)其內(nèi)部著火時(shí)，通風(fēng)困難，而在保溫夾層在起火時(shí)和外界四處聯(lián)通，通風(fēng)環(huán)境良好，造成燃燒迅速蔓延。
2.2 冷庫(kù)可燃物辨識(shí)
冷庫(kù)中存在著大量的可燃物。其中液氨，聚苯乙烯泡沫芯材，油氈，軟木和硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料（又稱聚氨酯硬泡）等為常見(jiàn)的物質(zhì)。下面主要對(duì)這些物質(zhì)的火災(zāi)危險(xiǎn)性進(jìn)行定性分析。
我國(guó)80%的制冷系統(tǒng)中采用了液氨。氨蒸汽在空氣中的濃度達(dá)11%～14%時(shí)，具有可燃性。而當(dāng)達(dá)到15.5%～27%的爆炸極限時(shí)，遇明火可發(fā)生嚴(yán)重的火災(zāi)爆炸事故，造成嚴(yán)重后果。
聚苯乙烯泡沫芯材由于保溫效果良好而普遍用于房頂和隔層的保溫。其燃點(diǎn)在90～120℃，遇明火或受熱后極易發(fā)生燃燒，并發(fā)生大量有刺激性的毒氣，燃燒速度極快，且產(chǎn)生熔滴現(xiàn)象，使火勢(shì)擴(kuò)大，不易撲救。
油氈紙燃點(diǎn)在130℃左右，在油氈紙上涂上薄薄的瀝青后，瀝青接觸氧的面積加大，在進(jìn)行油氈的施工過(guò)程中能產(chǎn)生大量的可燃?xì)怏w，遇明火就會(huì)引起猛烈燃燒，其火源主要是貼近施工地點(diǎn)的燈泡、焊割的高溫熔渣、電線打火等。
軟木保溫好，但軟木在遇明火或受熱后易發(fā)生燃燒。軟木起火后，首先是陰燃，潛伏期可達(dá)10～15天，不易發(fā)現(xiàn)，期間軟木逐漸炭化，變的松散，接觸氧氣的面積隨之增大，最后由陰燃轉(zhuǎn)變?yōu)槊骰鹑紵?/p>
硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料是一種有機(jī)高分子可燃材料，火災(zāi)中燃燒是不可避免。而且在燃燒的初始階段煙氣也具有較大毒性。燃燒產(chǎn)物毒性大，發(fā)煙量大，燃點(diǎn)低。
2.3 其他危險(xiǎn)因素辨識(shí)
除了上述客觀因素外，還有一些人為因素也給冷庫(kù)帶來(lái)潛在火災(zāi)危險(xiǎn)。本文認(rèn)為，建筑設(shè)計(jì)不規(guī)范，不做任何防火措施；設(shè)備老化，消防器材不足；消防意識(shí)淡薄，人員素質(zhì)不齊等都是造成冷庫(kù)起火的人為因素。例如，有些業(yè)主只圖眼前利益，不注意防火分區(qū)，選用保溫材料而又不做任何防護(hù)措施，消防設(shè)施有名無(wú)實(shí)。
3 大型冷庫(kù)干濕兩用消火栓系統(tǒng)的應(yīng)用
3.1 冷庫(kù)消火栓系統(tǒng)選型
目前，國(guó)際上廣泛應(yīng)用的NFPA系列標(biāo)準(zhǔn)中，以管道內(nèi)是否充水為標(biāo)準(zhǔn)，將消火栓系統(tǒng)分為干式和濕式兩大類。其中干式消火栓系統(tǒng)最主要的特點(diǎn)是平時(shí)管道內(nèi)無(wú)水，因此，該系統(tǒng)不存在凍結(jié)問(wèn)題，也就不需要采取保溫措施，這在低溫環(huán)境（如我國(guó)北方地區(qū)）設(shè)置相當(dāng)有利。同時(shí)，管道內(nèi)無(wú)水，也可以適當(dāng)減少分段閥門(mén)的設(shè)置，個(gè)別管道接口不夠嚴(yán)密，也不會(huì)因漏水而影響生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)?；趯?duì)冷庫(kù)環(huán)境和干式消火栓系統(tǒng)特點(diǎn)的綜合考慮，在冷庫(kù)間設(shè)置干式消火栓系統(tǒng)較為合理。
3.2 大型冷庫(kù)干式消火栓系統(tǒng)工作原理及流程
可在冷間內(nèi)設(shè)置消火栓，在穿堂設(shè)控制閥門(mén)。平時(shí)將連接消火栓的消防支管放空；火災(zāi)時(shí)開(kāi)啟快開(kāi)閥，消防支管迅速充水滅火。這種消火栓為干濕兩用型，該系統(tǒng)的工作流程如圖1所示。
3.3 大型冷庫(kù)干式消火栓系統(tǒng)可行性研究
與濕式系統(tǒng)相比，干式系統(tǒng)也存在其缺點(diǎn)，如管道防腐要求較高，初期投入費(fèi)用較高，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生后需要一定的充水時(shí)間，快速啟、閉閥門(mén)要能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制可靠性略低，排氣閥有可能堵塞，不能有效排除管道內(nèi)的空氣。
雖然存在以上缺點(diǎn)，但是，對(duì)于大型冷庫(kù)而言，干式系統(tǒng)還是優(yōu)于濕式系統(tǒng)。例如早期費(fèi)用雖然較高，但是后期運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用可以大大降低，而如果采用濕式系統(tǒng)，還需要采暖系統(tǒng)，通常采用電伴熱，其安裝費(fèi)及運(yùn)行費(fèi)用很高。因此總體來(lái)講，干式系統(tǒng)更具有費(fèi)用優(yōu)勢(shì)。除此之外，還可以通過(guò)對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，解決系統(tǒng)自身存在的弊端，使其更好地服務(wù)于冷庫(kù)的消防安全。
4 大型冷庫(kù)干式消火栓系統(tǒng)優(yōu)化
4.1 縮短充水時(shí)間
根據(jù)流體力學(xué)理論，管道中平均流速v按照下式確定：
v=Q/A 公式（1）
管道橫截面面積A：
A=（π×d2）/4 公式（2）
管道充水時(shí)間可以按照以下公式計(jì)算：
t=L/v 公式（3）
根據(jù)以上公式，公式（3）變成公式（4）：
t=（π×L×d2）/（4×Q） 公式（4）
以上公式中：v―管道平均流速（m/s）；
Q―管道流量（L/s）；
A―管道橫截面面積（m2）；
d―管道內(nèi)徑（m）；
L―無(wú)水管道長(zhǎng)度（m）；
t―管道充水時(shí)間（s）；
從上述公式中可以看出，干式消火栓系統(tǒng)的充水時(shí)間與管路長(zhǎng)度、管徑、流量、流速等參數(shù)有關(guān)。因此，本文可以從以下幾個(gè)方面保證充水時(shí)間。
4.1.1 縮短無(wú)水管道長(zhǎng)度
為了保證滅火要求，規(guī)范要求必須有兩股水柱同時(shí)到達(dá)任一點(diǎn)，所以合理的管道布線，既能節(jié)省管道敷設(shè)費(fèi)用，又能降低系統(tǒng)工作運(yùn)行費(fèi)用。筆者認(rèn)為可以從兩方面來(lái)縮短無(wú)水管道：（1）將快速啟閉閥設(shè)置在靠近冷間的位置；（2）消火栓供水管道成環(huán)布置。
4.1.2 降低無(wú)水管道管徑
單純地從公式（4）上看，充水時(shí)間與管徑的平方成正比，因此降低管徑可以大幅度減少充水時(shí)間。但管徑又是影響流速和壓損的重要因素。在滿足經(jīng)濟(jì)流速的前提下，系統(tǒng)的供水能力可以得到保證時(shí)，可以適當(dāng)降低管徑。當(dāng)然具體是否需要降低管徑
4.1.3 提高管道流量
提高流量也可以降低充水時(shí)間，例如在火災(zāi)環(huán)境下，開(kāi)啟幾個(gè)甚至更多的消火栓。從而增加流量。當(dāng)然這也會(huì)造成不必要的浪費(fèi)。同時(shí)滅火后的廢水收集也是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。
4.2 提高系統(tǒng)可靠性
基于干式消火栓系統(tǒng)自身特點(diǎn)，快速啟閉閥門(mén)一般需要遠(yuǎn)程控制，在實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制過(guò)程中，不可避免地存在了一些信號(hào)（反饋信號(hào)和命令指令）的衰減問(wèn)題。從而有可能造成系統(tǒng)的誤報(bào)。同時(shí)管道末端的排氣閥如果堵塞，造成管道內(nèi)殘留空氣，系統(tǒng)開(kāi)啟后，水不能及時(shí)充滿管道，影響系統(tǒng)的滅火效果。為了提高系統(tǒng)的可靠性，筆者建議增加快速啟閉閥的手動(dòng)控制功能，再消防控制中心接收到火警信號(hào)并經(jīng)核實(shí)無(wú)誤后，即可打開(kāi)該閥，如果遠(yuǎn)程控制失效，則也可人為開(kāi)啟。同時(shí)，需要加強(qiáng)巡檢力度，定期檢修管道，保證系統(tǒng)的暢通，必要時(shí)也可進(jìn)行系統(tǒng)的演練和試運(yùn)行。
4.3 改良系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)方式
干式消火栓系統(tǒng)的目的主要是解決低溫管道凍結(jié)，漏水及由于保溫材料損壞而造成系統(tǒng)不能工作的問(wèn)題。而濕式系統(tǒng)也有其自身的優(yōu)點(diǎn)。因此進(jìn)行干濕交替運(yùn)營(yíng)的方式，可集中兩種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，避開(kāi)兩種系統(tǒng)的缺點(diǎn)。在環(huán)境條件許可（溫度在4℃～70℃之間）的情況下，開(kāi)啟快速開(kāi)啟閥，管道充水，轉(zhuǎn)為濕式系統(tǒng)。當(dāng)溫度降到4℃以下時(shí)，關(guān)閉管道兩端的快速啟閉閥和最低點(diǎn)處的放空閥，將管道內(nèi)的水放空，系統(tǒng)處于干式狀態(tài)。這種干式轉(zhuǎn)換系統(tǒng)不僅可以盡量減少管道為干式的時(shí)間，還能在交替運(yùn)營(yíng)中進(jìn)行維護(hù)，確保系統(tǒng)的正常功能。
5 結(jié)語(yǔ)
本文主要對(duì)大型冷庫(kù)的火災(zāi)特性進(jìn)行定性研究，初步從冷庫(kù)工藝要求，可燃物種類與分布和人為因素等方面開(kāi)展了火災(zāi)危險(xiǎn)因素的辨識(shí)工作。結(jié)合規(guī)范要求并考慮到冷庫(kù)的安全性，本文提出了在冷庫(kù)中設(shè)置干濕兩用消火栓系統(tǒng)。最后，從管道充水時(shí)間，系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)和系統(tǒng)可靠性等方面，提出優(yōu)化干濕兩用消火栓系統(tǒng)的方法。重點(diǎn)推導(dǎo)出管道充水時(shí)間的計(jì)算公式，合理地縮短了充水時(shí)間。
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