和傳統(tǒng)隧道相比,超寬斷面（單孔四車道及以上）沉管隧道存在斷面形式特殊,寬高比大等特點,火災(zāi)發(fā)生時,會產(chǎn)生與一般隧道不一樣的火災(zāi)發(fā)生、發(fā)展過程,目前鮮有研究。隨著我國地下空間工程的迅速發(fā)展,特殊截面形式的隧道在我國大量涌現(xiàn),研究超寬斷面隧道的火災(zāi)特征,找到適合超寬斷面沉管隧道的防排煙技術(shù),是我國當前社會發(fā)展的特定需求。為此,綜合運用理論分析以及數(shù)值模擬的方法,對超寬斷面沉管隧道的排煙技術(shù)展開優(yōu)化研究。主要開展了以下幾個方面的研究:（1）研究超寬斷面沉管隧道頂部排煙模式下,排煙口參數(shù)（面積、間距、個數(shù)）對其排煙效果的影響。選20 MW大小的火源,通過對排煙口的參數(shù)進行FDS數(shù)值模擬研究,得到排煙口面積對其排煙效果沒有較為明顯的影響,適當?shù)脑龃笈艧熆陂g距和個數(shù)有利于隧道排煙。（2）研究超寬斷面沉管隧道橫向布置一列、二列或者三列排煙口對其排煙效果的影響。選取20 MW大小的火源,通過對頂部布置不同列數(shù)排煙口進行FDS數(shù)值模擬研究,發(fā)現(xiàn),在保證排煙量一定的情況下,在隧道橫向上增加排煙口數(shù)量,可以有效的控制煙氣的蔓延范圍和隧道內(nèi)的煙氣層高度,同時也能提高系統(tǒng)的排煙效率。（3）研究常規(guī)水下隧道與超寬... 

【文章來源】：武漢理工大學湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

交通隧道圖

17散，煙氣在與隧道內(nèi)的冷空氣混合后，在一定程度上會提高隧道的環(huán)境溫度，但提升速度較慢，導致火勢的發(fā)展較為緩慢。環(huán)境因素主要包括隧道內(nèi)的溫度和濕度以及隧道兩端的縱向風速對火勢發(fā)展的影響。其中隧道兩端的縱向風度對火勢的影響較大。往隧道內(nèi)加入一定量的縱向風速，一方面會增加隧道內(nèi)的氧含量，促進可燃物的燃燒，但同時也會降低隧道內(nèi)的溫度，抑制火勢的發(fā)展。??2.4隧道火災(zāi)煙氣流動過程當隧道中發(fā)生火災(zāi)時，著火點四周的可燃物質(zhì)將迅速被卷入燃燒，釋放大量熱量，使得著火點附近的空氣溫度上升，空氣的密度隨之下降。由于受到浮力的影響，被加熱的空氣混雜著燃燒產(chǎn)物豎直向隧道上方運動并不斷卷吸附近的環(huán)境空氣，然后形成火羽流�；鹩鹆髫Q直上升到一定高度后，將撞擊隧道頂棚，并開始轉(zhuǎn)換為向四周徑向蔓延的射流，徑向射流擴散到一定階段后，隧道側(cè)壁將阻礙射流的徑向蔓延，最終轉(zhuǎn)變?yōu)檠厮淼揽v向方向水平蔓延的煙氣流。根據(jù)上述隧道火災(zāi)煙氣流動和蔓延的物理過程，可以將其劃分為五個階段，物理過程，可以將其劃分為五個階段，如圖2-2所示[5]。圖2-2煙氣蔓延物理過程示意圖第一階段：火羽流豎直上升階段；第二階段：火羽流撞擊隧道頂棚階段第三階段：徑向擴散階段；第四階段：徑向擴散的熱煙氣受到隧道側(cè)壁的阻礙后向隧道一維縱向運動的轉(zhuǎn)換階段；第五階段：隧道熱煙氣一維縱向蔓延階段。

182.5隧道內(nèi)火災(zāi)煙氣運動理論2.5.1火羽流模型煙羽流生成速率是計算排煙量理論值和為隧道排煙系統(tǒng)選擇適當排煙風機的基矗火源的大孝平均火焰高度、建筑材料特性和建筑空間大小和結(jié)構(gòu)特點等都會影響煙羽流生成速率。當火源規(guī)模大小和建筑物空間大小確定的情況下，煙氣生成速率主要根據(jù)煙羽流的質(zhì)量流量來決定。通常情況下，可以采用一定的羽流模型來計算火災(zāi)煙羽流生成速率，常用的羽流模型有以下兩種：（1）理想羽流模型燃燒形成的火羽流十分復雜，為了能夠通過理論知識分析火羽流的基本特征以及各參數(shù)之間的關(guān)系，將復雜的火羽流簡化為理想羽流并建立羽流模型。理想羽流模型又被稱為點源羽流模型[47]，如圖2-3所示。圖2-3理想羽流模型簡化圖理想羽流模型一般以假設(shè)為前提，主要的假設(shè)有：1）所有能量都由一個點源產(chǎn)生，且其一切能量都留存在火羽流中，不需要考慮其它輻射熱損失。2）羽流體內(nèi)部密度不會發(fā)生大的改變，一般不考慮密度變化；3）速度、溫度、浮力有著類似的分布，三者和羽流高度沒有任何關(guān)系，速度和溫度在羽流橫截面上呈現(xiàn)高帽狀分布（TopHatProfile），因此，三者常被視為常量；4）羽流邊緣空氣水平卷吸速度與羽流中該位置處氣體豎直速度成正比。

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：3288747