火災(zāi)煙氣運(yùn)動(dòng)規(guī)律與防控是災(zāi)害研究的經(jīng)典問題,大量學(xué)者的研究成果強(qiáng)化了相關(guān)災(zāi)害的防控能力,然而,綜合管廊這類新興結(jié)構(gòu)的建設(shè)和使用給火災(zāi)煙氣研究提出了新的挑戰(zhàn)。與狹長(zhǎng)隧道火災(zāi)煙氣研究相比較,由于不同的功能定位、建筑構(gòu)造以及防火理念,綜合管廊火災(zāi)煙氣運(yùn)動(dòng)存在特殊規(guī)律。本論文以綜合管廊火災(zāi)煙氣為研究對(duì)象,提出一種基于光流守恒的火災(zāi)二維矢量場(chǎng)測(cè)量方法,揭示管廊封閉與通風(fēng)狀態(tài)下熱浮力與剪切力對(duì)煙氣層的影響,總結(jié)存在擋煙垂壁的煙氣縱向溫度衰減規(guī)律;結(jié)合管廊密閉空間火災(zāi)特點(diǎn),揭示管廊火災(zāi)特有的煙氣場(chǎng)填充規(guī)律,建立封閉管廊火災(zāi)自熄滅時(shí)間預(yù)測(cè)方法,建立管廊事故中通風(fēng)優(yōu)化策略,最小化通風(fēng)作用下的燃燒增益,探討管廊火災(zāi)事故中排煙與防火分區(qū)設(shè)計(jì)的科學(xué)依據(jù)。具體工作包括以下四個(gè)方面:火災(zāi)實(shí)驗(yàn)多處于高溫高熱且受限的惡劣環(huán)境,常規(guī)測(cè)量手段難以實(shí)現(xiàn)其速度場(chǎng)測(cè)量,本文引入光流守恒理論,提升煙氣顆粒運(yùn)動(dòng)的捕捉能力,涵蓋前處理圖像增強(qiáng)、光流計(jì)算方法以及后處理圖像濾波三個(gè)方面,突破了傳統(tǒng)PIV粒子測(cè)速裝置對(duì)外加示蹤粒子的依賴性,解決煙氣運(yùn)動(dòng)顆粒的非均勻分布問題;本文比較了多種稠密光流計(jì)算方法,探索最優(yōu)的前處理、光流計(jì)算以及后處... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：151 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２?（ｂ）美國鳳凰城地下線纜火災(zāi)??２??

?第一章緒?論???內(nèi)的氣體流動(dòng)如圖１．３）。而在火焰燃燒方面，前人的研宄并沒有考慮受限空間??類型對(duì)燃燒過程的影響。因此，在沒有清楚認(rèn)識(shí)綜合管廊火災(zāi)的自熄滅機(jī)理及其??熄滅時(shí)間點(diǎn)，實(shí)際工程中貿(mào)然地采取事故后搶修，極有可能形成回燃事故、造成??二次危害。并且，封閉火場(chǎng)內(nèi)部燃燒的熱量不能及時(shí)傳遞出去，所形成的高溫火??場(chǎng)嚴(yán)重威脅管廊結(jié)構(gòu)安全。因此有必要針對(duì)這類超長(zhǎng)的、封閉的地下綜合管廊火??災(zāi)自熄滅規(guī)律開展基礎(chǔ)性研宄。??鵬?Ｉ??＾?二?￣??Ｌ???煙氣質(zhì)躉??隨溫度的降低，浮力的下降，可擴(kuò)敗至遠(yuǎn)距離的煙氣鹿邏逐漸減少???????????■■■■１??擴(kuò)＿釀??綜合管廊煙氣擴(kuò)散填充示３？圖??圖１．３綜合管廊封閉條件下羽流填充過程??１．２．４基于環(huán)境風(fēng)下羽流特性的綜合管廊事故中排煙優(yōu)化研究??綜合管廊作為新興的地下大型建筑體，是解決城市的管道和電纜發(fā)展發(fā)展的??一種可持續(xù)方案，近年來井噴式的發(fā)展也為消防工作者帶來了全新的挑戰(zhàn)。由于??其空間的受限特征，使得外部的消防力量難以第一時(shí)間投入。根據(jù)國內(nèi)《綜合管??廊設(shè)計(jì)規(guī)范》ＧＢ５０８３８的相關(guān)條文，管廊內(nèi)部并不強(qiáng)制要求設(shè)置自動(dòng)滅火設(shè)備，??但在實(shí)際的消防設(shè)計(jì)等工作中，又存在較高的火災(zāi)危險(xiǎn)隱患，這樣矛盾的狀況致??使綜合管廊的消防設(shè)計(jì)差異巨大。??根據(jù)調(diào)研，一些管廊建設(shè)工程設(shè)計(jì)了全覆蓋的自動(dòng)滅火設(shè)備，然而這也導(dǎo)致??管廊的建設(shè)成本大幅度提高，自動(dòng)滅火的建設(shè)和維護(hù)給管廊的大范圍推行帶來很??大的壓力，保障管廊火災(zāi)安全的同時(shí)也需要考慮合理的消防經(jīng)濟(jì)性。相比于吸引??了大量學(xué)者研究的交通隧道消防問題，綜合管廊的消防仍然處于初步階段，雖然??

??泛用于隧道火災(zāi)通風(fēng)（如方程（１．４）和方程（１．５））。??Ｖｌ?＝?Ｑ．４｛Ｑ２Ｙｍ［ＱＴ?Ｍ?Ｑ＂?＜?０．２??Ｖ＇ｃｒ?＝?０．４?ｆｏｒ?Ｑ＂?＞?０．２??（Ｌ５）??Ｔｈｏｍａｓ等人提出的計(jì)算方法本質(zhì)上利用了煙氣的浮力運(yùn)動(dòng)機(jī)制，其臨界速??度取決于浮力與慣性力之比�；谶@樣的基本原理，為滿足各類不同復(fù)雜問題的??需求，所提出的預(yù)測(cè)函數(shù)均呈現(xiàn)出近似的指數(shù)形式??管線可燃物???丨丨．．丨＿＿＿丨＂＿＿丨．＿．＿丨＿師????哪酬矚曬圓圓圓漏瞧圓酬??圖１．４事故中通風(fēng)對(duì)火焰的影響??Ｔｈｏｍａｓ所提出煙氣回流方程是典型的羽流與空氣一維碰撞問題，并沒有考??慮通風(fēng)對(duì)火焰的影響，許多學(xué)者也展開了風(fēng)環(huán)境對(duì)熱釋放速率影響的研宄［１２（），１２１］。??然而，本論文探討的情況可以規(guī)避這影響。對(duì)于通風(fēng)抑制煙氣回流的情況，羽流??兩側(cè)的受力是不均勻，這會(huì)導(dǎo)致羽流發(fā)生偏移和形變（如圖１．４所示），可以通??過上升的煙羽形狀偏移估計(jì)風(fēng)對(duì)燃燒的作用情況，根據(jù)風(fēng)作用下的羽流形態(tài)判斷??空氣的卷吸以及火焰的燃燒情況。也就是說，在起火過程中可以將火源假設(shè)為不??變的常量，控制通風(fēng)條件使燃燒增益趨近于零，從而獲取最優(yōu)的通風(fēng)參量。因此，??風(fēng)作用下的煙氣羽流形態(tài)對(duì)管廊通風(fēng)優(yōu)化至關(guān)重要。??１２??

【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)：3065943