【摘要】：近年來我國隧道建設在綜合國力的增強下得到迅猛發(fā)展,隨之而來的是交通隧道火災事故,近年來頻繁發(fā)生�，F(xiàn)有的交通隧道火災事故排煙模式中,集中排煙系統(tǒng)因能有效的將煙氣通過集中排煙口排出隧道,有利于人員逃生,得到廣泛的運用。本文在安裝有集中排煙系統(tǒng)的模型隧道內(nèi)進行了一系列的火災煙氣控制實驗,研究了隧道火災煙氣層卷吸特性、煙氣層吸穿機制以及縱向風與集中排煙系統(tǒng)協(xié)同作用下頂棚下方煙氣特征參數(shù)分布,主要研究內(nèi)容如下:本文通過實驗研究了頂棚集中排煙作用下隧道火災一維煙氣運動階段的羽流水平卷吸系數(shù)。研究發(fā)現(xiàn)水平卷吸系數(shù)隨火源功率的增加而增大,當火源功率一定時,水平卷吸系數(shù)隨集中排煙速度的增大而減小。并在一維水平運動階段,揭示了卷吸系數(shù)與頂棚集中排煙系統(tǒng)之間的變化關系。研究了多點集中排煙系統(tǒng)隧道火災煙氣層厚度特征以及“吸穿”現(xiàn)象。結果表明,使用類內(nèi)方差法和積分比法計算的煙氣層厚度與實驗目測記錄值吻合較好。且在同一個火源功率下,煙氣層發(fā)生吸穿時的速率和煙氣層無量綱厚度(煙氣層厚度與隧道高度的比值)隨著點式集中排煙口數(shù)量的增加而減小。研究了縱向風與頂棚集中排煙耦合作用下的抑制隧道火災煙氣逆流的臨界速度特征。研究發(fā)現(xiàn),在無量綱火源功率不變時,臨界風速隨頂棚集中排煙速度的增加而減小,臨界Froude數(shù)隨排煙質(zhì)量流量的增加而增大。最終建立了頂棚集中排煙系統(tǒng)作用下抑制隧道火災煙氣逆流的臨界速度的無量綱模型。
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U458
【圖文】：

時豎井自然排煙的最佳排煙速率，探討了使用豎井應急通風設計是否能限制汽油罐車火災煙氣的蔓延，并進行了模型實驗和數(shù)值模擬研究。紀杰等人[18大渦模擬分析了不同城市公路隧道火災豎井自然排煙效果，討論了不同高度井誘導的“煙囪效應”對排煙的影響，結果表明豎井越高排煙效果越好，當高度增加到一定值時，由于垂直方向形成巨大的“抽吸力”，在排煙口下容易煙氣層吸穿現(xiàn)象。日本國立橫濱大學 Oka 等人[22]通過實驗研究，對矩形橫截隧道中頂棚射流火的溫度分布進行了詳細的測量，研究結果顯示，在水平隧，隨著測點與火源距離的增加，溫度下降速度逐漸平緩，傾斜隧道的溫度分發(fā)生了類似的變化。隨著隧道傾角的增加，頂棚射流內(nèi)部的溫度分布由凸起指數(shù)型轉(zhuǎn)變。清華大學鐘茂華等人[24]通過自然通風隧道全尺寸實驗研究，測火災發(fā)生的不同物理階段過程中熱煙氣溫度上升、火源附近煙羽流特性和最氣溫升的變化。結果表明，在整個隧道火災過程中，由于火災風壓和自然風變化，引起隧道內(nèi)垂直位置最大溫升的變化和回流長度的變化，表明了火災中的溫度分布不對稱以及垂直位置最大溫升的變化，并根據(jù)實測數(shù)據(jù)描述了火災階段煙氣的發(fā)展特征。

圖 1.2 縱向排煙示意圖Fig 1.2 Diagram of longitudinal smoke對于縱向排煙，在當前國內(nèi)外隧道中應用廣泛，前人主要研究了煙氣逆流長度與縱向風速的關系[26-29]、抑制煙氣逆流的臨界風速[26-30]、水平空氣卷吸以及縱向風對煙氣層層化的影響等[31-33]。重慶大學翁廟成等[26]通過 CFD 模擬提出了地鐵隧道火災逆流長度和臨界速度的兩種預測模型，并在 15 m 長、0.48 m 寬、0.54 m高的 1:10 模型隧道（如圖 1.3 所示）中進行了驗證。中國科技大學胡隆華[27]在 96 m長的模型隧道及不同長度的實際隧道內(nèi)進行實驗研究，通過理論分析和全尺寸實驗驗證，表明火災煙氣層溫度沿隧道呈指數(shù)衰減，建立了隧道火災煙氣層溫度縱向衰減的預測模型及縱向風速下煙氣逆流距離和臨界縱向風速的預測模型。日本Tanaka[28]在考慮了隧道壁面熱傳導的結構的基礎上，在 1:20 尺度模型的隧道內(nèi)進行了一組隧道火災實驗。將隧道火災實驗中的臨界速度和逆流長度與其它參考數(shù)據(jù)進行了比較，研究了隧道墻體的熱性能對這兩個參數(shù)的影響。并在隧道的墻體材料熱性能的基礎上提出了新的關系式計算臨界速度與逆流長度。 瑞典 SP 研究

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

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本文編號：2734008