以多個(gè)房間為模擬訓(xùn)練場(chǎng)所，在每個(gè)房間根據(jù)場(chǎng)景需要放置模擬道具，點(diǎn)火裝置，燃燒裝置等同時(shí)將若干著火點(diǎn)布置在不同位置，如墻角、地面等。每一個(gè)著火點(diǎn)的著火情況都由電磁閥和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥控制。　　1.建立室內(nèi)火災(zāi)轟燃前煙氣溫度溫度模型：

　　轟燃是室內(nèi)火災(zāi)由局部燃燒瞬間向全面燃燒的轉(zhuǎn)變。通過(guò)對(duì)室內(nèi)火災(zāi)火焰蔓延規(guī)律，煙氣流動(dòng)規(guī)律的分析，在這些分析的基礎(chǔ)上對(duì)火災(zāi)現(xiàn)象理想化描述以及簡(jiǎn)化問(wèn)題的求解，建立室內(nèi)火災(zāi)轟燃前的煙氣溫度隨時(shí)間變化的模型：

　　tg=f(v,b,mg,t)

　　其中tg為轟燃前煙氣溫度;b為火災(zāi)發(fā)展系數(shù)，不同可燃物的火災(zāi)發(fā)展系數(shù)不同;v為房間體積;mg為煙氣生成量，起始火源的位置不同，煙氣生成量也不同;t為火災(zāi)發(fā)展的時(shí)間。

　　其推導(dǎo)過(guò)程如下：

　　將房間內(nèi)熱煙氣作為研究對(duì)象，建立熱平衡方程：

　　q1=q2+q3+q4

　　式中q1為火源熱釋放速率，q2為單位時(shí)間內(nèi)墻壁、頂棚的傳熱量，q3為單位時(shí)間內(nèi)通風(fēng)口處煙氣的傳熱量，q4為單位時(shí)間內(nèi)煙氣的吸熱量。

　　采用t2模型用于火源熱釋放速率的計(jì)算：

　　q1=bt2

　　式中q1為火源熱釋放速率，單位是kw;b為火災(zāi)發(fā)展系數(shù)，單位是kw/s2;t為火災(zāi)發(fā)展時(shí)間，單位為s。其中火災(zāi)發(fā)展系數(shù)b受可燃物本身的特性所影響而變化。

　　墻壁、頂棚的吸熱速率主要是對(duì)流換熱和輻射換熱，由于煙氣與墻壁、頂棚等傳熱主要靠的是熱輻射傳熱，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，此處只計(jì)算輻射換熱：

　　式中：aw為壁面面積，單位是m2;tg為煙氣溫度，單位是k;tw為壁面溫度,單位是k;δ為玻爾茲曼常數(shù);ε為內(nèi)壁面總吸收系數(shù)。

　　通風(fēng)口處的煙氣的傳熱量包括對(duì)流和輻射：

　　a.當(dāng)起始火源位置在房間中間，形成軸對(duì)稱(chēng)羽流時(shí)，傳熱量如下：

　　b.當(dāng)起始火源位置在緊靠墻處，形成墻羽流時(shí)，傳熱量如下：

　　式中：ta為環(huán)境溫度，單位是k;εv為煙氣的有效發(fā)射率;av為開(kāi)口面積(室內(nèi)窗戶(hù)即通風(fēng)口的面積)，單位是m2,qc為對(duì)流熱釋放速率，為火源熱釋放速率的0.7;z為煙氣層距離火源的高度，單位是m，cp為定壓比熱容。

　　室內(nèi)煙氣的吸熱速率：

　　式中：ρg為煙氣密度，單位為kg/m3;v為房間體積，單位為m3。其中煙氣密度的計(jì)算采用如下算式：

　　式中：ρ0為空氣密度，取值為1.2kg/m3;tg為煙氣溫度，單位是k。

　　由以上得出室內(nèi)火災(zāi)發(fā)生轟燃前煙氣溫度的模型為

　　其中，tg為轟燃前煙氣溫度，t為時(shí)間，ρ0為空氣密度，cp為定壓比熱容，v為房間體積，b為火災(zāi)發(fā)展系數(shù)，aw為壁面面積，ε為內(nèi)壁面總吸收系數(shù)，δ為玻爾茲曼常數(shù)，av為開(kāi)口面積，mg為煙氣生成量，tw為壁面溫度，εv為煙氣的有效發(fā)射率;ta為環(huán)境溫度。

　　2.通過(guò)得到的煙氣溫度隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)，預(yù)測(cè)轟燃時(shí)間：

　　目前，國(guó)際上普遍承認(rèn)的室內(nèi)火災(zāi)轟燃發(fā)生的定量條件是：頂棚煙氣溫度超過(guò)600℃。如圖1所示，根據(jù)上述模型中不同模擬場(chǎng)景房間體積v的不同，不同可燃物條件下火災(zāi)發(fā)展系數(shù)b的不同，不同火源起始位置煙氣生成量mg的不同，通過(guò)matlab軟件對(duì)上述模型進(jìn)行求解，得到煙氣溫度在不同場(chǎng)景下隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)，再根據(jù)頂棚煙氣溫度達(dá)到600℃發(fā)生轟燃的條件，預(yù)測(cè)出不同室內(nèi)場(chǎng)景、不同可燃物、不同起始火源位置三個(gè)條件下的轟燃時(shí)間。

　　3.建立不同滅火難度的燃燒組合：

　　如圖2a～2c所示，為了使消防官兵的訓(xùn)練更加多樣化和真實(shí)化，將火場(chǎng)的燃燒情況大致分為普通燃燒、轟燃、回燃三種情況，然后將這三種火災(zāi)情況任意組合，形成不同滅火難度的燃燒組合，例如簡(jiǎn)單難度下的燃燒為一級(jí)燃燒，一級(jí)燃燒狀態(tài)下著火點(diǎn)處的火勢(shì)大小處于普通燃燒狀態(tài)，訓(xùn)練人員對(duì)其采取滅火措施;中等難度下的燃燒為二級(jí)燃燒即普通燃燒和轟燃的組合，轟燃現(xiàn)象的模擬通過(guò)火勢(shì)大小和燃燒面積大小來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)此特殊情況的模擬;最高難度下的燃燒為一級(jí)燃燒、轟燃、回燃的組合，當(dāng)發(fā)生燃燒后進(jìn)行滅火動(dòng)作，一段時(shí)間后火焰熄滅，然后將已經(jīng)熄滅的火重新燃燒，完成回燃現(xiàn)象的模擬，回燃發(fā)生一段時(shí)間后加入轟燃現(xiàn)象的模擬，以此來(lái)完成整個(gè)火災(zāi)模擬過(guò)程(以上著火點(diǎn)處均為氣火燃燒)。

　　4.將預(yù)測(cè)得到的轟燃時(shí)間和不同滅火難度的燃燒組合應(yīng)用到火場(chǎng)環(huán)境的設(shè)定中，滅火難度為易即一級(jí)燃燒時(shí)，對(duì)t1時(shí)刻進(jìn)行設(shè)定，t1時(shí)刻起始著火點(diǎn)發(fā)生普通燃燒，供氣管路上的電磁閥開(kāi)啟，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開(kāi)啟，起始著火點(diǎn)處發(fā)生燃燒，也可根據(jù)需要使2個(gè)著火點(diǎn)同時(shí)燃燒，為普通燃燒;滅火難度為中時(shí)，對(duì)t1時(shí)刻、t2時(shí)刻進(jìn)行設(shè)定，t1時(shí)刻起始著火點(diǎn)處燃燒，t2時(shí)刻根據(jù)模型預(yù)測(cè)得出的值進(jìn)行設(shè)定，發(fā)生轟燃，全部著火點(diǎn)處供氣管路上的電磁閥開(kāi)啟，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開(kāi)度全部開(kāi)到最大，形成室內(nèi)火災(zāi)的轟燃現(xiàn)象;滅火難度為難時(shí)，對(duì)t1時(shí)刻、t2時(shí)刻、t3時(shí)刻、t4時(shí)刻進(jìn)行設(shè)定，t1時(shí)刻起始著火點(diǎn)處燃燒，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的滅火后，t2時(shí)刻火焰變小直到熄滅，著火點(diǎn)處供氣管路上的電磁閥和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥關(guān)閉，t3時(shí)刻著火點(diǎn)發(fā)生回燃，電磁閥和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥再度開(kāi)啟，t4時(shí)刻發(fā)生轟燃，t4時(shí)刻的設(shè)定以t3時(shí)刻為起始著火時(shí)間根據(jù)模型預(yù)測(cè)得出，達(dá)到模擬不同室內(nèi)火災(zāi)情況的目的。如圖3所示，當(dāng)訓(xùn)練任務(wù)開(kāi)始時(shí)，教官可以根據(jù)需要選擇不同的場(chǎng)景和火場(chǎng)情況來(lái)進(jìn)行訓(xùn)練，通過(guò)對(duì)各種燃燒狀態(tài)發(fā)生的時(shí)間進(jìn)行設(shè)定，模擬所需要的火災(zāi)發(fā)展過(guò)程。