時間：2023-02-19 20:21:58
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇安全工程導論論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
安全學科自20世紀50年代建立本科專業發展至今，國內眾多學者就相應的人才培養模式開展了廣泛交流和深入研究。當前關于該專業的培養模式主要存在兩種觀點，即培養通才式安全科技人才和培養行業性安全科技人才。前者要求畢業生掌握適用于各個行業的通用安全科學理論和實務處理方法，以適應大社會的需求；后者僅要求學生掌握某個特定行業領域的安全科技知識。鑒于歷史原因，安全工程專業大多設置在能源礦業、石油化工、交通運輸、土木建筑等專業特色鮮明的工科類院校；中南財經政法大學、首都經濟貿易大學等少數文科類高校也有開辦此專業。由于當前國內安全生產現狀的嚴峻性及國家對安全工作的重視，全國現有130余所高校開辦了安全工程本科專業，該專業在發展過程中仍存在一系列問題。例如，培養模式上主要采取傳統的教學理念，課程教學只注重相應課程知識點的講解，未考慮該門課程在整個專業培養方案中的作用；偏重理論教學而忽視實踐教學環節；多門課程之間存在教學內容的重復，如安全系統工程、安全評價、安全學原理三門課程的部分內容；多采取大班制生產實習方式，局限于認知層面的觀摩與參觀；學生動手能力比較弱，普遍反映所學知識“泛”而不“精”。再者，現今的本科生都出自90后，多為家庭的獨生子女，個性較強，團隊協作能力欠缺。培養安全工程專業學生的工程實踐能力是一項系統工程，需要采取系統化的教學模式。作為一門實踐性較強的學科，有必要借鑒CDIO工程教育理念加強該專業培養模式的創新改革，將理論知識與社會實踐緊密結合，以培養出滿足社會需求的安全類應用型人才。
二、CDIO理念下的安全工程教學改革
（一）基于CDIO理念的課程體系建設
課程體系與專業培養模式息息相關，構建合理的課程體系是培養安全工程高素質人才的關鍵。在此，我院擬結合安全工程專業的自身特點，以學生個性化發展為核心，以未來職業規劃為導向，基于CDIO理念構建相應的課程體系，形成一、二、三級課程群。安全工程專業的課程體系見圖2。其中，一級項目為安全工程導論課（安全科學發展動態）及畢業論文（設計），學生能夠從中受到構思、設計、實現、運作的系統訓練。二級項目由公共基礎類課程、專業基礎類課程、專業類課程、專業特色課程等組成，專業類課程又可以進一步歸類為安全管理類、安全技術類；各門課程之間相互聯系，針對具體課程開設課程設計；三大實習包括認識實習、生產實習、畢業實習，旨在促進安全理論知識和工程實踐的融會貫通。二級項目主要以專業學習過程中的實踐、創新、綜合能力培養為目標，鼓勵學生參與各類創新創業項目。三級項目在二級項目下進行拓展，為加強核心課程與二級項目而設立的相應課程群，如安全管理類課程包括管理學概論、安全管理與安全法學、安全心理學、保險與安全經濟學等。 CDIO理念下的安全工程課程體系區別于傳統的重理論而輕實踐的教學模式，重在培養學生的創新意識、團隊協作精神和理論聯系實際的綜合能力。通過采取實驗課程的研究性教學、特定專業課程設計的設置、創新創業項目資助來貫穿相應的核心課程，學生可望提高學習的積極性。
（二）實驗課的研究性教學
研究性教學是引導學生從自然、社會和生活中選擇并確定與專業相關的課題開展研究，主動思考，主動實踐，從中吸收知識、運用知識、解決問題，從而提高綜合素質的一種實踐活動。實驗教學作為本科教學的重要組成部分之一，體現出綜合性、直觀性等特點，能夠激發學生的創造性思維，有利于提高學生的實踐能力。將研究性教學理念引入安全工程專業的實驗課程教學中，完全相符CDIO工程教育理念。安全工程專業的研究性實驗教學內容可區分為基礎性、綜合設計性、創新性三大類。基礎性實驗教學主要為強化專業理論理解和培養基本的實驗技能、動手能力；綜合性實驗教學旨在培養學生綜合運用所學理論和專業知識，分析、處理工程和前沿課題中的安全問題；創新性實驗是整個實驗教學的核心，由學生自發組建研究小組，圍繞教師的研究項目或學術前沿課題，通過查閱文獻、搭建實驗平臺、收集數據等，達到良好的實踐效果。因此，CDIO工程教育模式要求高校應加大安全工程專業的綜合設計性和創新性實驗的扶植力度。此外，高校應該大力建設開放性實驗室，向全體本科生開放，為學生參加各類學科競賽、自主實驗、參與創新項目、參與教師科研項目提供平臺。開放性實驗室可成為學生備賽的訓練場，自己動手，積極性增加，也提高了實驗設備的利用率。學生借助該平臺選定實驗課題、選擇儀器設備、擬定實驗方案、處理實驗數據和分析實驗結果。指導老師和實驗室管理人員在實驗室開放、實驗資料、解答實驗問題等方面為學生提供全方位服務，給學生創造一個研究型的學習環境。同時，實驗室還為全校學生創造了一個交友的平臺，許多獲過獎項的學生在這里可以起到很好的示范作用，高年級引導低年級，研究生指導本科生。安全工程專業實驗室必須加大相應的經費投入。各高校可以結合本校特色，設置安全系統工程實驗、安全人機工程實驗、工業通風實驗、礦井通風與除塵實驗、火災爆炸實驗、機械安全實驗、安全檢測實驗、電氣安全實驗、鍋爐與壓力容器實驗、地下工程安全防治實驗、軟件模擬仿真實驗等。
（三）多樣化的實習教學模式
認識實習是讓學生了解安全工程專業的主要知識點及職業特性，為后續的專業學習奠定基礎；通過共建校外產學合作認識實習基地，采取教學參觀與專題講座相結合的實習模式，加深學生對安全工程專業的認識。生產實習是在系統掌握安全工程專業基礎課與專業課程后實施，實習地點盡量滿足多樣化，如港口碼頭、建筑施工現場、火電廠、變電站、化工廠、造船廠、礦山等。畢業實習單位可由學生自主與就業單位取得聯系，或由指導老師推薦。畢業實習的內容可以涉及機械制造、石油化工、礦山、核電、建筑、道路交通、港口、酒店消防、地鐵施工、金融保險、安監部門等多個領域，與地區經濟建設、生產實況、科研現狀緊密結合。依據CDIO教育理念，必須加強校企合作，建立長期穩定的實習基地，以保障各類實習基地的有效性與延續性。
（四）課程設計與畢業設計的多樣性
課程設計主要以專業知識為基礎，是安全工程專業人才培養的重要實踐環節，有助于學生深入理解和靈活應用所學的專業知識，并且可以進一步提高學生的綜合應用能力與團隊協作能力。當前課程設計普遍存在一些不足之處，如課程設計題目偏少、時間安排不充足、教師重視程度不夠、考核方式不科學等，這是高校需要共同解決的一個問題。畢業設計是安全工程本科教學計劃的重要組成部分，其目的在于培養學生具有系統運用所學理論知識和技能分析和解決實際安全問題的能力，能夠從事安全技術與管理、安全科學研究及安全工程師的工作。安全工程專業畢業論文（設計）的選題應該緊扣學生的畢業實習單位，以便讓學生更早融入工程實踐中，適應新的社會環境。學生也可以根據未來的就業方向及科研興趣進行畢業設計題目的選擇，按照“導師—學生”雙向選擇的原則確定指導教師。保證畢業論文（設計）的選題盡量滿足工程設計需要，與實習項目相吻合。畢業設計題目類型多樣化，可涉及核電項目、建筑施工、公路隧道、煤礦水害、船舶重工、消防滅火、石油化工、銀行保險、礦山等多個行業的安全問題。
（五）科研訓練項目的設立
安全工程作為具有高度社會責任感的特色專業，要求畢業生在工作中要有較高的創新性思維和動手能力。開展科研訓練是遵循CDIO工程教育理念的重要手段之一，有利于創建良好的創新型學習環境。為提高本科生的科研能力、創新能力和實踐動手能力，了解安全學科發展的前沿和動態，可以組織和實施校級本科生科研訓練計劃項目。同時，專業教師還應該鼓勵學生積極申請國家級、省級大學生創新創業項目；學生也可以直接參與專業教師的在研課題。福州大學安全工程專業本科生近年獲批的立項課題涉及企業安全文化體系構建、煤礦水害防治、建筑施工用電風險管理、學生公寓人機不安全因素辨識、校園安全風險分析、大學生職業安全健康素質調研、手機人機界面設計、建筑工程安全培訓模式構建、防火涂料研制等。學生通過參與各類科研訓練，由此貫穿項目構思、設計、實施、運行的全過程，不僅拓寬了安全工程領域的科學知識，而且有助于培養自身的工程設計能力和團隊協作能力。
（六）教學團隊的建設
為更好地貫徹CDIO工程教育理念，必須建立一支優秀的教學團隊。當前從事安全工程專業教育的多數教師是在本科畢業后直接深造而走上教學崗位的，生產現場的實踐經驗比較缺乏。各個高校可以有計劃地安排青年專業教師深入工礦企業一線掛職鍛煉，并建立相應的獎勵制度；或主動聘請在各類企業中專門從事安全管理與安全技術的優秀工程科技人員到高校任教，彌補專職師資隊伍工程經驗不足的缺陷。安全工程專業教師要有終身學習的能力，不斷提高自身的工程實踐能力，以便及時將企業最新的技術進展反饋給本專業的學生。改革安全工程專業教師的考核方式，不能僅以論文為指標，還需注重教師的教學能力、工程實踐能力、團隊協作能力、人際交往能力和終身學習能力的綜合評價。實行本科生導師制。每個專業教師負責若干名學生的學業輔導，定期與學生進行直接交流，加強學生在職業道德、誠信和職業素質等方面的指引。
三、結論
關鍵詞：油池火災 羽流中心線溫度 數值模擬
0 引言
火羽流是火災的初始基本形態,在豎直方向上,火羽流可分為3個較為明顯的區域,即連續火焰區、間歇火焰區和浮力羽流區。羽流中心線溫度和羽流中心線速度是火羽流的重要特征參數,因而一直是人們關注和研究的熱點。目前，許多學者對此做了大量的實驗研究[1-8]，其中McCaffrey[2]通過實驗將羽流中心線上的平均溫度隨高度的變化和平均速度隨高度的變化分為了三個區域，即穩定火焰區、間歇火焰區和浮力羽流去。并且隨著隨著經濟的發展，現有的消防規范無法適應現代的各種特殊建筑，性能化建筑防火分析與設計應運而生，（Fire Dynamics Simulator）作為建筑火災發展過程計算模擬的主要工具，也得到了越來越廣泛的應用。本文通過采用模擬油池火，并將模擬的結果和McCaffrey模型進行對比分析，主要分析了火焰中心線上的平均溫度和平均速度。
2 理論基礎
2.1 虛點源
Heskestad的理論模型中認為虛點源的表達式為
式中，D為火源直徑或當量直徑，m;Q為火源的熱釋放速率，KW。
2.2 自由擴散火焰的平均火焰高度
間歇性函數I(z)的值隨著高度的增大而由恒定值I逐漸減少，最終為零。平均火焰高度指的是間歇性函數I(z)的值降為0.5時所對應的可燃物表面以上的火焰高度。Heskestad等分析了多種來源的實驗數據，給出了如下描述無量綱火焰高度表達式為：
對于標準狀態下的火焰高度表達式為
(3)
式中L、D的單位為m；的單位為KW。上式的適用范圍為7
2.3 自由擴散羽流中心線上平均溫度
許多學者對火焰上方的浮力羽流進行了實驗研究，發現中心線上的平均溫度和平均速度遵循下列關系。
不同熱釋放速率下火焰中心線上的溫度和垂直速度的實驗值與理論值對比圖如圖1和圖2所示。
3 FDS模擬計算
3.1 數值模擬
隨著計算機技術的快速發展，數值模擬技術也隨之不斷的發展。由于隧道火災的實驗研究過程受限，要進行全尺寸實驗或縮小尺寸的模型實驗都需要消耗大量的人力和物力，進而使得數值模擬技術在隧道火災方面的應用也越來越廣，為隧道火災的研究提供了一種有效的方法。目前主要的火災發展模型有區域模擬、網絡模擬和場模擬。本文中采用5.0來實現對隧道火災的模擬。其中5.0為美國國家標準研究所（NIST：National Institute of Standards and Technology）建筑火災研究實驗室（Building and Fire Research Laboratory）開發的模擬火災中流體運動的計算流體動力學軟件。該軟件采用數值方法求解受火災浮力驅動的低馬赫數流動的NS方程，重點計算火災中的煙氣和熱傳遞過程。
3.2 計算模型
如圖3所示，本文中采用的火源為0.4×0.4m的正方形火源，單位面積火源單位面積火源功率分布取57.5KW。計算區域為1.8×1.8×3.0m，火源位于計算區域底部中心，尺寸為0.4×0.4×0.1m，網格大小為0.02m。計算時間為90s，結果取10~90s的平均值。頂部與四周均為開口，環境風速為0。
即虛點源位于可燃物表面下方0.2574m的位置。
火焰高度采用計算公式
結合FDS的溫度分布圖如圖 可以看出，計算出來的火焰高度和模擬的火焰高度幾乎一致。
4.2 羽流中心線溫度分布
按照火羽流中心線上平均溫度與環境溫度之差隨高度的變化的計算公式為：
其中Z為0到3m，為對流熱流量，假設=0.7Q=6.44KW，=-0.2574m,T單位為℃。采用matlab編程可以得到火羽流中心線上的平均溫度分布圖，如圖6所示。其中圖4、5為FDS模擬的羽流中心線上的平均溫度分布圖。通過理論計算和數值分析可以看出在火焰的上方隨著高度的增高，羽流中心線上的溫度有所降低。由FDS模擬的情況和理論模型計算的情況大致相同。只是通過理論計算的最大溫度大于FDS模擬的溫度，通過FDS模擬的最大溫度為597.920C，而理論模型計算的最大溫度為8100C.這可能是由于模擬中還存在一些影響因素在模擬的過程中還沒有加以考慮。
7火羽流中心線上平均溫度隨高度的變化
4.3 羽流中心線速度分布
火羽流中心線上的平均速度隨高度的變化的計算公式為:
其中Z為0到3m，為對流熱流量，假設=0.7Q=6.44KW，=-0.2574m,T單位為℃。采用matlab編程可以得到火羽流中心線上的平均溫度分布圖，如圖10所示。其中圖8、9為FDS模擬的羽流中心線上的平均速度分布圖。通過理論計算和數值分析可以看出在火焰的上方隨著高度的增高，羽流中心線上的速度有所降低。FDS模擬的結果表面在羽流區間先是速度有所增加，接著速度開始隨著高度的增加而降低。
將數值模擬的結果，通過無量綱化可以得出火羽流中心線上平均溫度隨高度的變化圖，如圖7所示。其中橫坐標采用，縱坐標為，均采用對數坐標軸。可以看出與溫度分布類似，火焰結構也可以大致分為三個區域：連續區、間隙區和羽流區，由于油池火燃燒的過程中是需要考慮很多因素的，但是在FDS中并未全部考慮進去，所以模擬的情況和真實值還是存在一定的差值。
5 結論
通過利用火災動力學模擬軟件(FDS)軟件對油池火災中火羽流特性進行了模擬分析。采用Heskestad提出的計算方法，對火羽流的虛點源、火焰高度、火羽流中心線上的平均溫度以及平均速
度等進行了計算發覺計算的平均火焰高度和模擬的結果基本一致，羽流中心線上的溫度隨高度的分布和羽流中心線上的速度隨高度的分布和FDS模擬的趨勢是一致的，但是理論情況中的羽流中心線上的最大溫度比FDS模擬的結果更大一些。與此同時與基于實驗的McCaffrey模型進行對比分析了火羽流中心線上的平均溫度和平均速度隨高度的變化，發覺同樣呈現出三個區域即穩定火焰區、間歇火焰區和浮力羽流區。
參考文獻:
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關鍵詞：大空間火災 火災探測器 感煙探測器
1、引言
火災是一種在時間和空間上失去人為控制并制造一定損害的燃燒過程，災害中發生最頻繁且極具毀滅性。自建國以來，我國火災形勢持續嚴峻，不僅給國民經濟造成巨大損失，而且給社會帶來了很大的負面影響。
與建筑結構抗火這種被動的防御方式相比，火災探測意義更為重大。在火災發展早期，針對煙霧這一火災信息重要參量進行接觸式分析識別并預警響是目前應用最為廣泛的火災探測技術之一。與一般建筑空間不同，大空間火早期煙霧運動會發生彌散、沉降、分層等特殊現象，不利于感煙探測器的及時響應。
因此，在大空間建筑消防系統的安裝使用中，火災探測器的選擇就顯得尤為重要。本文將重點討論火災探測器在大空間建筑中的選型和應用。
2、大空間火災特點
對于感煙探測而言，室內建筑空間長、寬、高這三個幾何尺寸的比例差異是影響火災早期煙霧發展路徑和形態的重要因素，從而對各種探測器的工作性能造成影響。因此針對這三個幾何尺寸的比例，可以將室內大空間分為以下三類：
1）占地面積非常大但不是很高的大面積建筑。平面面積可達成千上萬平米，但層高一般在8米以下。例如：圖書館書庫、大型商場、地鐵站等；
2）有一定的占地面積且空間尺寸較高的細高型建筑。面積為幾十到上百平米，高度大多為幾十米。例如：高層建筑的中庭；
3）占地面積大且又有一定高度的大體積建筑。平面面積往往有數百上千平米，高度一般為10～20米。例如：機場、體育館、影劇院、大會堂、會展中心、火車站、大型貨物倉庫等。對于感煙探測而言，第一類大空間雖然平面尺寸較大，但若將大的平面劃分為若干個防火區間，則在每個防火區間內由于頂棚高度較低，煙氣在其內的流動規律和普通建筑空間較為類似：火災早期煙氣上升遇到頂棚天花板受阻，貼著頂棚射流狀橫向擴散，布置在頂棚下方的點型或者空氣采樣探測器均能有效工作。第二類和第三類大空間由于豎直方向上尺度較大，煙氣流動規律和普通建筑空間差異較大，主要會產生煙霧稀釋、探測遲滯、熱障效應，這會使得探測器的靈敏度下降，火災探測失效。
3、大空間火災探測器的選用
根據《火災自動報警系統設計規范》規定點型感溫火災探測器不適用于頂棚高度超過8m的建筑空間而點型感煙火災探測器不適用于頂棚高度超過10m的建筑空間。對于空間高度（頂棚高度）超過12m的大空間通常采用如下幾種火災探測技術：
1）空氣采樣式火災探測技術
空氣采樣式煙霧探測系統運用高靈敏度的感煙探測器對被監控設備或區域內吸取的空氣樣品進行連續分析，以檢測其中是否有煙霧成份。一般火災的發展可分為4個階段：
①預燃階段；②可見煙霧階段；③出現火焰階段；④劇烈燃燒階段。傳統探測器一般都在火災發展到后3個階段時才發出報警，即使發現火警也往往為時已晚。而空氣采樣式煙霧探測系統卻能在火災的預燃階段（提前30～120 min）發出報警，從而贏得寶貴的救火時間。空氣采樣式煙霧探測器通常安裝在天花板下或上部，在每根管道的合適間隔上鉆有取樣孔。通過空氣泵或吸氣機連續地將空氣吸取到探測器，探測器對空氣樣品中的煙霧濃度與一組預先標定的煙霧臨界值進行比較，如果煙霧濃度超過臨界值，則探測器啟動報警。
雖然空氣采樣式火災探測技術改變常規感煙探測器被動接收煙霧的形式，可實現早期火災報警，但對灰塵識別技術、自動比較功能要求比較高。系統可抗灰塵但“正對著”的纖維或大量灰塵可能會導致誤報，且需經過一段時間的比較，確信煙霧的穩定變化再發出警報，避免由于環境的異常變化造成的誤報。
2）線型光束感煙火災探測器
線型光束感煙探測器的現有應用型式和方法，主要有下述三種：
第一種是線型光束感煙探測器。其兩端都設有電源。每個電源都要有主電和備電，還設有一個低電平控制器。該系統需要定期維護和檢查。因而其成本或造價較高。
第二種是線型光束感煙探測器的紅外發光器由紅外收光器供電。這意味著發光器發出的紅外脈沖與收光器收到的紅外脈沖同步，從而可以最大限度的免除外部光源的干擾，其優點是紅外發光器直接由該探測區域上的通用電源供電，不需要外部電源。
第三種是由收發光器和反光板組成的線型光束感煙探測器，收發光器和反光扳者之間的安裝距離在5到100米，收發光器發光源部分發出的紅外光束撞到反光板上后，便返回到收發光器的收光部分，二者之間無信號傳輸線路。
紅外光束感煙探測器技術成熟，性能穩定，靈敏度高，線型光束感煙探測器內置性能卓越的單片機，可自動完成系統的調試及對外界環境參數變化的補償、火警的判斷和故障的判斷。探測器全面兼容數字化總線技術具有信息上傳速快、內容豐富的優點。探測器的靈敏度可通過電子編碼器進行現場設置，這降低了探測器對現場環境潔凈程度的要求，也拓寬了線型光束感煙探測器的應用場所。
4、工程實例
本案例為上海市某地塊倉庫新建工程項目，其中01、02子項為兩個對稱的倉庫。該物流倉庫為鋼筋混凝土預應力框架結構，地上2層，每層帶局部夾層。01子項總建筑面積29 068.86m2，02子項總建筑面積30 978.51m2，建筑高度21.00m。建筑儲存物品的火災危險性為丙類2級，為中轉倉庫且貨物中轉周期不長于7天，耐火等級為一級，采用自然排煙，同時采用自動噴淋滅火系統。系統所采用的探測器以空氣采樣式煙霧探測器及智能式感煙探測器為主，其中空氣采樣式煙霧探測器設置于倉儲區域。同時，系統通過輸入模塊接入水流指示器、濕式報警閥等設備的信號，并通過控制模塊對相關設備進行控制。在消防控制室可直接啟停消防泵，并顯示其運行狀態和故障情況。空氣采樣式煙霧探測系統設計內容：倉庫分2層，高度均為10 m，按照防火分區的劃分對每個防火分區進行獨立保護。每臺空氣采樣式煙霧探測主機配有單獨的極早期火災預警專用不間斷電源（電源輸入220V，輸出DC24V），每臺探測主機至少提供2段以上的報警干接點，聯動火災報警主機。如果出現火情，空氣采樣設備預警信號通過輸入模塊傳送至消防控制室的火災報警主機。
5、結論
大空間建筑火災由于煙霧稀釋、探測遲滯、熱障效應的特性決定了一般的火災探測器不能達到提前預測火災的目的。于是新型的大空間火災探測技術的完善和發展將成為未來火災探測器發展的方向，本文介紹的空氣采樣式探測技術和線型光束感煙探測技術只是這些新技術的一種，在今后的研究中應加大大空間火災探測技術研究的力度，積極采用新技術、新工藝來進行大空間火災探測，有效合理的解決大空間火災探測問題，力爭做到安全性和經濟性相統一，為人民的生命財產安全保駕護航。
參考文獻
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