發(fā)布時間：2020-11-16 00:45

　　 現(xiàn)如今,隨著能源日益緊張以及城市地上用地空間減少所帶來的限制,地下空間的利用正逐漸受到人們的關(guān)注。隧道以其交通方面的獨特優(yōu)勢,也越來越多的被加以研究。一方面,由于以往的研究重點大多針對水平隧道而忽略了傾斜隧道,故本文將重點研究傾斜隧道的氣流特性。另一方面,研究隧道火災(zāi)常用的傳統(tǒng)方法有空氣實驗法、計算機模擬法。本文引入鹽水實驗法,重點研究鹽水實驗的原理、操作流程及數(shù)據(jù)處理方法,并通過鹽水實驗來研究傾斜隧道火災(zāi)的氣流特性。首先,本文研究了鹽水實驗技術(shù)方法,通過介紹相似理論,闡明了鹽水實驗的實驗原理及其應(yīng)用于現(xiàn)實中的可行性。之后詳細闡述了實驗數(shù)據(jù)的提取方法,結(jié)合MATLAB軟件程序,使得鹽水實驗不僅可以實現(xiàn)可視化,還可以得到精確的實驗數(shù)據(jù),從而解決了以往鹽水實驗無法得到準(zhǔn)確全面的實驗數(shù)據(jù)的弊端。改變了鹽源出口的結(jié)構(gòu),在保證流體雷諾數(shù)大于1000的基礎(chǔ)上,減小了鹽源出口初始動量不為零所帶來的誤差。之后對鹽水實驗方法進行優(yōu)劣勢分析,以對其展開更深入、更全面的研究。本文所建立的實驗設(shè)置方法可以為其他相關(guān)通風(fēng)實驗提供一定的參考依據(jù)。然后,本文探索了在傾斜隧道自然排煙狀態(tài)下由連續(xù)流體釋放引起逆流的動力學(xué)問題,建立了相關(guān)理論分析。重點關(guān)注隧道火災(zāi)中防止逆流發(fā)生的臨界條件,首先從相對較簡單的絕熱系統(tǒng)開始研究,然后考慮煙氣與隧道壁面存在熱交換的較復(fù)雜情況。假設(shè)傾斜隧道自然排煙狀況下的縱向風(fēng)速是由煙囪效應(yīng)引起的,推導(dǎo)出預(yù)測傾斜隧道臨界條件的理論方程。研究發(fā)現(xiàn)傾斜隧道在自然排煙時,火源上游誘導(dǎo)的氣流速度也可能達到臨界風(fēng)速,進而保證火源上游不受煙氣的侵蝕。也明確一點,臨界條件與浮力源位置有較大的關(guān)聯(lián)而與浮力源的浮力通量并不存在明顯的關(guān)系。之后,本文采取鹽水實驗對傾斜隧道自然排煙的理論分析進行驗證模擬。采用鹽水實驗?zāi)M法探究火災(zāi)逆流長度以及逆流層和環(huán)境之間的密度差等參數(shù)的變化規(guī)律。實驗結(jié)果表明,在一個固定的實驗構(gòu)造中,逆流長度與釋放源的浮力通量無關(guān),而逆流層與環(huán)境之間的密度差與浮力通量的0.52次冪正相關(guān)并且逆流層流體密度明顯大于火源下游流體密度。在浮力通量值變化較大的情況下,理論分析得出的結(jié)論均是有效的。這也說明在沒有任何機械流動的情況下,可以在一個傾斜隧道內(nèi)實現(xiàn)臨界狀態(tài),能否達到臨界狀態(tài)主要取決于浮力源的位置。最后,本文采用FDS數(shù)值模擬軟件再次驗證理論分析的正確性。研究其參數(shù)設(shè)計方法,以將鹽水實驗參數(shù)設(shè)計與模擬參數(shù)設(shè)計統(tǒng)一,使兩種方法很好的與現(xiàn)實情況結(jié)合起來。數(shù)值模擬的結(jié)果與鹽水實驗結(jié)果基本一致,從而再次驗證傾斜隧道自然排煙氣流特性理論分析的正確性。
【學(xué)位單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U456
【部分圖文】：

圖 2.1 RGB 彩色立方體的示意圖Fig. 2.1 Diagram of the RGB cubeLAB中，任意一張RGB圖片均可通過一個M×N×3的三維矩陣三個維度均為 M×N 的一維矩陣來表示。其中，M 代表矩陣列數(shù)。三維矩陣的每個子矩陣分別表示圖片在 R、G 和 B 片中的每個像素點上所呈現(xiàn)的顏色均由 R、G 及 B 三個方。圖 2.1 為 RGB 三色立方體所表示的彩色空間，如圖所示分別代表色光三原色（紅、綠、藍）及二次色（青色、黃兩個頂點分別代表黑色和白色�；叶染�是從坐標(biāo)原點（0，點（1，1，1）的白色之間的主對角線，因此可知灰度圖是，即在灰度圖中 RGB 三個分量的取值是相同的。RGB 圖和用到的兩種圖像，其中所運用的 MATLAB 圖像數(shù)據(jù)處理功黃色

圖 2.2 實驗用紅色染料Fig. 2.2 Red food color圖 2.3 某像素點上灰度值與染料濃度的關(guān)系. 2.3 The relationship between gray value and dye concentration for one

（c）單反相機（帶固定支架） （d）鹽源入口結(jié)構(gòu)圖 4.1 實驗儀器及實驗結(jié)構(gòu)實圖Fig. 4.1 Diagram of the experimental apparatus and structures
【參考文獻】

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本文編號：2885414