隨著經(jīng)濟社會發(fā)展需求和建筑技術(shù)進步,數(shù)量越來越多和規(guī)模越來越大的隧道建筑快速出現(xiàn)并在人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活中發(fā)揮著不可替代的作用。由于隧道空間狹長且受限的特性,高溫有毒煙氣在隧道內(nèi)聚集,火災(zāi)撲救十分困難。近些年來,國內(nèi)外陸續(xù)發(fā)生了一些造成群死群傷和嚴(yán)重結(jié)構(gòu)損害的特大隧道火災(zāi)事故,引起了部分學(xué)者的廣泛關(guān)注。本文通過縮尺寸模型實驗的方法對隧道火災(zāi)現(xiàn)有研究較為欠缺的封堵和注氮滅火領(lǐng)域進行了如下幾方面研究:通過改變火源功率和初始隧道通風(fēng)條件,研究了開敞和封閉隧道對火源熱釋放速率、頂棚下方煙氣最高溫度和隧道縱向溫度分布的影響。實驗發(fā)現(xiàn)不同于開敞隧道,封閉隧道中燃燒分為發(fā)展、準(zhǔn)穩(wěn)定、衰減、二次穩(wěn)定和熄滅五個階段,火焰形態(tài)、熱流和質(zhì)量損失速率及火源正上方煙氣溫度均隨燃燒階段性變化。通過無量綱擬合的方法,得出了預(yù)測開敞和封閉條件下隧道頂棚下方煙氣最高溫度和縱向溫度分布的經(jīng)驗公式,發(fā)現(xiàn)對隧道進行完全封堵會顯著提高隧道內(nèi)整體溫度,但對隧道縱向溫度分布規(guī)律影響不大。通過不同封堵狀態(tài)和封堵時刻的組合,得出隧道火災(zāi)其受耦合作用影響的實驗數(shù)據(jù)。實驗發(fā)現(xiàn),在0 s、50 s、200 s進行任意條件封堵,均能有效控制火災(zāi)發(fā)... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

2隧道火災(zāi)模型實驗理論基礎(chǔ)及實驗裝置概述17式中，F(xiàn)r為弗魯?shù)聰?shù)；fg、mg為重力加速度，m/s2�；诟ヴ�?shù)孪嗨茰?zhǔn)則得出的模型尺寸實驗與全尺寸實驗重要參數(shù)比例[42]如表2-1所示。表2-1重要參數(shù)比例關(guān)系Table2-1Theratioofimportantparameters參數(shù)類型比例關(guān)系公式編號熱釋放速率（kW）2/5)/(mfmfQllQ（2.5）溫度（℃）mfTT（2.6）時間（s）mftt（2.7）熱流（kW/m2）2/1)/(mfmfllqq（2.8）速度（m/s）2/1)/(mfmfllvv（2.9）質(zhì)量流量（kg/s）2/5)/(mfmfllmm（2.10）2.2實驗裝置概述（OverviewofExperimentalDevice）2.2.1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（1）燃料稱重系統(tǒng)實驗采用兩個國產(chǎn)大洋S型拉壓力傳感器采集柴油油池的質(zhì)量變化數(shù)據(jù)，型號為DYLY-103，具有測量精度高，穩(wěn)定性好，輸出對稱性好等優(yōu)點。單個傳感器量程為30kg，綜合精度為0.03%，工作溫度范圍為-20℃到80℃，通過雙層石膏板的隔熱保護，足以滿足在隧道內(nèi)部測量需求。為實現(xiàn)質(zhì)量數(shù)據(jù)的高速采集，搭配使用大洋D054A型稱重/測力控制器，對稱重傳感器進行校準(zhǔn)和非線性修正，通過執(zhí)行Modbus-RTU協(xié)議和主動發(fā)送協(xié)議的RS485接口傳回計算機中并通過專業(yè)稱重測試軟件處理，采集頻率為每秒75次。（a）DYLY-103型拉壓力傳感器（b）D054A型稱重/測力控制器圖2-1燃料稱重系統(tǒng)

碩士學(xué)位論文18Figure2-1Fuelweighingsystem（2）熱流測量系統(tǒng)本文通過在火源附近放置熱流計探頭的方式，實時監(jiān)測火源附近熱流值變化。在被封堵的隧道環(huán)境中，燃燒由燃料控制轉(zhuǎn)為通風(fēng)控制，火源功率因氧氣供給不足而受到抑制，燃燒效率下降且難以估計。此時用失重法計算得出的熱釋放速率不再準(zhǔn)確，故本文用熱流值間接探究火源實時熱釋放速率變化。本文所采用菲尼克斯生產(chǎn)的熱流計（如圖2-2），測量范圍為0~120kW/m2，測量誤差為±3%。圖2-2熱流計探頭Figure2-2Heatflowmeterprobe（3）溫度測量系統(tǒng)本文使用K型熱電偶搭配美國安捷倫科技有限公司的Aglient34970A數(shù)據(jù)采集器進行溫度測量，如圖2-3。K型熱電偶精確測量的溫度上限為1000攝氏度，具有精度高、線性度好、熱電動勢較大、安裝簡便等優(yōu)點。搭配Aglient34970A數(shù)據(jù)采集器和自帶采集軟件，可實現(xiàn)在計算機圖形界面上對溫度實時采集、顯示，測量頻率為4s每次。（a）Aglient34970A數(shù)據(jù)采集器（b）K型熱電偶圖2-3溫度測量系統(tǒng)Figure2-3Temperaturemeasurementsystem（4）圖像采集系統(tǒng)實驗通過高清網(wǎng)絡(luò)攝像機觀察記錄火焰形態(tài)、煙氣沉降等現(xiàn)象，但在設(shè)計隧道封堵的工況中，煙氣的沉降和對火焰的抑制會阻礙對火焰形態(tài)的直接觀察，此時紅外熱像儀能透過煙氣清晰記錄火焰形態(tài)。實驗選用巨哥電子生產(chǎn)的MAG30

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]特長鐵路隧道救援站內(nèi)壓縮空氣泡沫滅火性能研究[D]. 鐘聲遠(yuǎn).天津商業(yè)大學(xué) 2017
[2]高倍數(shù)泡沫在綜合管廊中防火分隔的研究[D]. 廖宇凡.武漢大學(xué) 2017
[3]細(xì)水霧技術(shù)在隧道中應(yīng)用的實驗與數(shù)值模擬研究[D]. 李夢.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
[4]兩江新區(qū)過水隧道施工全過程力學(xué)行為研究[D]. 鄭淳.重慶交通大學(xué) 2015
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本文編號：3328426