隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求和建筑技術(shù)進(jìn)步,數(shù)量越來(lái)越多和規(guī)模越來(lái)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(zhǎng)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(lái),國(guó)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(guò)縮尺寸模型實(shí)驗(yàn)的方法對(duì)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(jìn)行了如下幾方面研究:通過(guò)改變火源功率和初始隧道通風(fēng)條件,研究了開(kāi)敞和封閉隧道對(duì)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(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)不同于開(kāi)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(gè)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(guò)無(wú)量綱擬合的方法,得出了預(yù)測(cè)開(kāi)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(yàn)公式,發(fā)現(xiàn)對(duì)隧道進(jìn)行完全封堵會(huì)顯著提高隧道內(nèi)整體溫度,但對(duì)隧道縱向溫度分布規(guī)律影響不大。通過(guò)不同封堵?tīng)顟B(tài)和封堵時(shí)刻的組合,得出隧道火災(zāi)其受耦合作用影響的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在0 s、50 s、200 s進(jìn)行任意條件封堵,均能有效控制火災(zāi)發(fā)... 

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

【文章頁(yè)數(shù)】：76 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

2隧道火災(zāi)模型實(shí)驗(yàn)理論基礎(chǔ)及實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)與全尺寸實(shí)驗(yàn)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(lèi)型比例關(guān)系公式編號(hào)熱釋放速率（kW）2/5)/(mfmfQllQ（2.5）溫度（℃）mfTT（2.6）時(shí)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(shí)驗(yàn)裝置概述（OverviewofExperimentalDevice）2.2.1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（1）燃料稱(chēng)重系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)采用兩個(gè)國(guó)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(hào)為DYLY-103，具有測(cè)量精度高，穩(wěn)定性好，輸出對(duì)稱(chēng)性好等優(yōu)點(diǎn)。單個(gè)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(guò)雙層石膏板的隔熱保護(hù)，足以滿(mǎn)足在隧道內(nèi)部測(cè)量需求。為實(shí)現(xiàn)質(zhì)量數(shù)據(jù)的高速采集，搭配使用大洋D054A型稱(chēng)重/測(cè)力控制器，對(duì)稱(chēng)重傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)和非線性修正，通過(guò)執(zhí)行Modbus-RTU協(xié)議和主動(dòng)發(fā)送協(xié)議的RS485接口傳回計(jì)算機(jī)中并通過(guò)專(zhuān)業(yè)稱(chēng)重測(cè)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(chēng)重/測(cè)力控制器圖2-1燃料稱(chēng)重系統(tǒng)

碩士學(xué)位論文18Figure2-1Fuelweighingsystem（2）熱流測(cè)量系統(tǒng)本文通過(guò)在火源附近放置熱流計(jì)探頭的方式，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(jì)。此時(shí)用失重法計(jì)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(shí)時(shí)熱釋放速率變化。本文所采用菲尼克斯生產(chǎn)的熱流計(jì)（如圖2-2），測(cè)量范圍為0~120kW/m2，測(cè)量誤差為±3%。圖2-2熱流計(jì)探頭Figure2-2Heatflowmeterprobe（3）溫度測(cè)量系統(tǒng)本文使用K型熱電偶搭配美國(guó)安捷倫科技有限公司的Aglient34970A數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行溫度測(cè)量，如圖2-3。K型熱電偶精確測(cè)量的溫度上限為1000攝氏度，具有精度高、線性度好、熱電動(dòng)勢(shì)較大、安裝簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。搭配Aglient34970A數(shù)據(jù)采集器和自帶采集軟件，可實(shí)現(xiàn)在計(jì)算機(jī)圖形界面上對(duì)溫度實(shí)時(shí)采集、顯示，測(cè)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(cè)量系統(tǒng)Figure2-3Temperaturemeasurementsystem（4）圖像采集系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)通過(guò)高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)觀察記錄火焰形態(tài)、煙氣沉降等現(xiàn)象，但在設(shè)計(jì)隧道封堵的工況中，煙氣的沉降和對(duì)火焰的抑制會(huì)阻礙對(duì)火焰形態(tài)的直接觀察，此時(shí)紅外熱像儀能透過(guò)煙氣清晰記錄火焰形態(tài)。實(shí)驗(yàn)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
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本文編號(hào)：3328426