【摘要】：地鐵由于其載客量大、環(huán)境相對封閉、排熱排煙困難,一旦發(fā)生火災(zāi)極易造成嚴重危害,國內(nèi)外對地鐵火災(zāi)特別是隧道火災(zāi)安全問題開展了大量研究。在有關(guān)地鐵隧道火災(zāi)的既有研究中,目前主要考慮隧道內(nèi)設(shè)備設(shè)施著火、列車著火滯留、列車著火后繼續(xù)運動等場景,并設(shè)置整體火源進行煙氣分析;而對于隧道中運行列車的車廂內(nèi)部火災(zāi)問題的研究則非常少。為此,本文以車廂內(nèi)部火源隨列車繼續(xù)運動的場景為研究對象,通過理論分析和數(shù)值模擬計算,探討了隧道中運動列車車廂內(nèi)部火災(zāi)的煙氣蔓延規(guī)律,分析了列車運行速度、車廂通風(fēng)排煙參數(shù)以及車廂長度等因素對煙氣運動過程的影響。具體研究內(nèi)容包括:1)分析了列車在隧道內(nèi)運動的活塞風(fēng)效應(yīng)及車廂頂部開口對車廂內(nèi)部進、排風(fēng)及車內(nèi)氣流組織的影響,驗證了列車運動數(shù)值模擬的正確性;2)分析了車廂內(nèi)部行李發(fā)生火災(zāi),列車運行速度和車廂內(nèi)通風(fēng)排煙模式對車廂內(nèi)部煙氣流動過程的影響。給出了車廂內(nèi)外的速度場、溫度場以及煙氣濃度隨時間的變化規(guī)律以及監(jiān)測點的溫度、煙氣濃度與列車運行速度之間的關(guān)系,確定了相對優(yōu)化的通風(fēng)模式;3)通過對比火源相同條件下,三節(jié)車廂和單節(jié)車廂內(nèi)的中心火源火災(zāi)的監(jiān)測點溫度及煙氣濃度,分析了列車長度對車廂內(nèi)部火災(zāi)煙氣蔓延的影響。需要指出的是,在上述計算中,列車運動包括加速、勻速、減速、靜止等四個階段,采用滑移網(wǎng)格方法和C語言編寫的UDF代碼實現(xiàn)其模擬;車廂行李火災(zāi)采用體積熱源模型進行模擬�？紤]最不利情況,設(shè)定火災(zāi)在車廂剛完成加速階段就發(fā)生且快速增長,其熱釋放速率在車廂運行到隧道中部時達到最大。研究結(jié)果表明:活塞風(fēng)通過列車車廂頂部開口對車內(nèi)氣流有較為明顯的影響;運動車廂內(nèi)部發(fā)生火災(zāi)后,車內(nèi)溫度隨著時間不斷升高,呈不對稱分布,車廂尾部的溫度總體上遠大于車廂前部的溫度;車廂內(nèi)監(jiān)測點的溫度和煙氣濃度隨車速的越大呈二次曲線關(guān)系減小;采用側(cè)向風(fēng)扇關(guān)閉,車廂尾部風(fēng)扇向上,車廂前部風(fēng)扇向下的排煙模式時,車廂內(nèi)的煙氣能更加及時的排出車廂;相比于單節(jié)車廂,三節(jié)車廂內(nèi)與火源相對位置相同的測點溫度以及煙氣濃度都大幅度降低。本課題的研究對列車車廂發(fā)生火災(zāi)后的人員疏散策略及車廂通風(fēng)排煙系統(tǒng)的設(shè)計具有一定的參考價值和指導(dǎo)意義。
【圖文】：

圖２－１火災(zāi)發(fā)展過程逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｔｈｅ邋ｐｒｏｃｅｓｓ邋ｏｆ邋ｆｉｒｅ邋ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ逡逑在火源的初期增長階段，火源面積很小，室內(nèi)燃燒和敞開環(huán)境燃燒區(qū)別不火區(qū)的持續(xù)發(fā)展取決于房間的通風(fēng)狀況，室內(nèi)的溫度還不高�；饏^(qū)繼續(xù)增達轟燃階段，意味著火災(zāi)轉(zhuǎn)入充分發(fā)展階段；充分發(fā)展階段燃燒相對穩(wěn)定通風(fēng)控制著；當(dāng)可燃物持續(xù)消耗，熱釋放速率持續(xù)減弱時就到達了衰退階火焰漸漸熄滅。逡逑．２火災(zāi)熱釋放速率模型逡逑火災(zāi)的熱釋放速率是表征火災(zāi)危害性的重要參數(shù)，代表了放熱隨時間，熱釋放速率的大小對火災(zāi)溫度高低和煙氣產(chǎn)出速率有重要的影響。在實，火災(zāi)的熱釋放速率受到多種因素的影響。例如燃燒物的種類，燃燒的完。有些家具和可燃材料的熱釋放速率可以通過熱釋放曲線得到［４９１。國內(nèi)上，，Ｐ、Ｍ

火災(zāi)實驗數(shù)據(jù)較為可靠，但是花銷巨大，，并有一定的危險性，隨著近些年計算逡逑機技術(shù)的提升，以及計算流體力學(xué)技術(shù)的崛起，使用計算機進行數(shù)值模擬越來越被逡逑更多的學(xué)者所采用。ＣＦＤ中常見的求解流程圖如圖２－２所示：逡逑１０逡逑
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U231.96;U453.5

【參考文獻】

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本文編號：2690496