【摘要】：地鐵區(qū)間隧道煙氣控制系統(tǒng)是火災(zāi)時保障人員安全疏散的必要措施,區(qū)間隧道內(nèi)縱向通風系統(tǒng)通常由車站端隧道風機和隧道中部布置的射流風機組成。目前,對區(qū)間隧道縱向通風的研究主要集中在車站端隧道風機形成的縱向風速對煙流的影響,對于隧道中部布置的射流風機對煙流的影響研究較少。由于射流風機出口射流在發(fā)展過程中獨特的流場分布特性,射流風機與火源的相對位置不同,隧道內(nèi)煙流的溫度分布規(guī)律不同。因而需要開展區(qū)間隧道內(nèi)射流風機與火源的相對位置對煙氣溫度分布規(guī)律的影響,以及不同射流出口風速、不同火源功率時隧道內(nèi)煙氣溫度分布規(guī)律的研究,其研究成果對于指導(dǎo)區(qū)間隧道縱向通風系統(tǒng)的工程設(shè)計具有重要的理論意義和實用價值。課題組以重慶軌道交通6號線某區(qū)段隧道為原型,采用Froude準則搭建比例為1:15的小尺寸模型實驗臺,模型隧道高0.48m、寬0.32m、長13m,并通過CFX軟件以ANSYS ICEM 17.1建立全尺寸模型隧道開展數(shù)值模擬計算。采用小尺寸實驗和CFX數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,研究火源與射流風機的間距、火源功率、射流風機出口風速對區(qū)間隧道煙氣溫度分布的影響。設(shè)計了射流風機與火源間距為5m和3m,火源功率分別為2.92kW、4.31 kW和5.79 kW,射流出口風速在4-12m/s之間取5組速度的小尺寸實驗方案。通過小尺寸實驗,獲得了火源上、下游的隧道頂部溫度衰減系數(shù);引入火源上游溫度衰減修正系數(shù),提出了適用于火源位于射流風速分布均勻的區(qū)域時,火源上游隧道頂部溫度衰減模型。CFX數(shù)值模擬設(shè)計了五組射流風機與火源間距的模擬方案,數(shù)值模擬方案中設(shè)定車站端隧道風機的縱向風速為2m/s。數(shù)值模擬驗證了小尺寸實驗所提出的火源上游隧道頂部溫度衰減模型,并研究了火源位于射流風速分布不均勻的區(qū)域時的隧道頂部溫度分布特征。實驗結(jié)果表明,當火源距離射流風機較近時,煙氣主要聚集在隧道下部,對火源下游的人員疏散不利。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U458.1
【圖文】：

圖 1.1 射流通風系統(tǒng)的單元流動模式Fig. 1.1 Unit flow pattern of jet fan ventilation system射流擴散段是由風機射流出口至射流擴散到整個隧道斷面達到氣流速度的距離，氣流速度在該區(qū)段內(nèi)為非均勻分布。經(jīng)過射流擴散段后，隧道內(nèi)速度逐漸趨于穩(wěn)定，這段壓力和速度比較穩(wěn)定的距離稱為壓力通風段。其流風機吸入段，由于射流風機的作用，氣體速度增大，動壓升高，靜壓值降風機的增壓，氣流進入第二臺風機的射流擴散段，完成了整個射流循環(huán)目前區(qū)間隧道內(nèi)的縱向通風系統(tǒng)在火災(zāi)煙氣控制上主要用于以下兩個方）在隧道火災(zāi)中產(chǎn)生大于臨界風速的縱向風速，來阻止煙氣向火源上游逆證火源上游人員的安全疏散。（２）通過多臺射流風機串聯(lián)安裝進行“接，將隧道內(nèi)煙氣稀釋并排出隧道，防止煙氣長時間聚集在隧道內(nèi)，達到對的保護和人員安全的保障。前人對于隧道火災(zāi)縱向通風進行了大量的研究容主要涉及火災(zāi)煙氣的流動特性、煙氣溫度分布規(guī)律、臨界風速、逆流長些研究均是基于風機所產(chǎn)生的縱向風速在隧道斷面上分布均勻、風速穩(wěn)

2 隧道火災(zāi)溫度衰減模型的理論分析2 隧道火災(zāi)溫度衰減模型的理論分析隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時，火源上方的空氣溫度升高，受浮力的影響向隧道卷吸周圍的冷空氣，形成煙羽流。煙羽流上升到一定高度撞擊頂棚，向蔓延；由于隧道側(cè)壁對煙氣的限制，煙氣的流動很快轉(zhuǎn)變?yōu)檠刂磉\動過程。因此，隧道內(nèi)煙氣的蔓延可以分為四個階段[30, 52, 53]：煙羽流上升和撞擊頂棚階段；：徑向擴散階段；I：徑向擴散的煙氣遇到隧道側(cè)墻阻擋后向縱向蔓延的轉(zhuǎn)化階段；：徑向蔓延階段。如圖 2.1 所示：

【參考文獻】

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本文編號：2726066