城市隧道火灾组合式排烟特性研究

通过1/20小尺寸模型实验对城市隧道火灾组合通风排烟方式下的排烟特性进行了研究.通过对不同纵向风速和不同排烟量下温度和烟气实验结果的分析,表明隧道的顶部排烟量越大,烟气层下降越慢,越有利于隧道内的人员疏散,但是排烟量的增大对降低隧道顶部温度效果不大.根据实验结果可知,对于组合通风方式下的隧道火灾,应先打开顶部排烟口进行排烟,然后开启火源上游风机进行纵向通风,纵向通风风速应控制在临界风速左右.     

利用大涡模拟研究地铁区间火灾的烟气扩散

为了对地铁区间发生火灾的危险性进行评估和分析,建立数学模型并运用大涡模拟方法对具有代表性的北京地铁环线积水潭—鼓楼区间隧道在列车发生火灾情况下的烟气扩散情况进行研究.通过数值模拟研究得到了隧道内排烟风机不同开启状态下不同高度的烟气质量浓度的分布、烟气在隧道内的水平扩散距离和水平扩散速度.另外,通过对临界风速的计算和隧道风速的模拟来验证积鼓区间隧道排烟风机抑制烟气扩散的效果.研究结果表明,所安装隧道排烟风机在5MW火灾场景下可以使内环隧道风速达到临界风速要求,能够控制逃生路线上的烟气层安全高度.模拟结果可以为地铁区间隧道的改造及人员疏散方案提供相关参考.     

火源横向位置对隧道火灾烟气分岔流动影响

当发生隧道火灾时,纵向通风方式常被用于人员疏散和排烟,而纵向风速较大时,烟气将发生分岔流动,导致烟气层整体性被破坏,对人员疏散造成威胁.火源横向位置对隧道火灾烟气流动有显著影响,通过数值模拟对不同火源横向位置时烟气分岔流动特性进行了研究.结果表明,随着火源向侧壁靠近,烟气由对称型分岔流动转变为不对称分岔流动.当火灾发生在侧壁附近时,烟气转变为"S"型流动.随着火源与侧壁间距的减小,分岔流动临界风速呈指数型增加.     

火灾时隧道临界风速及内力模拟研究

摘 要：火灾时的烟气控制在隧道防火安全设计中占有很重要的地位,而临界风速即隧道火灾过程中能有效控制烟气于火源下风方向而不发生逆流的最小纵向风速,是隧道火灾烟气控制的关键。利用CFD数值模拟软件对公路隧道不同火灾工况的烟气扩散进行了数值模拟,并运用SAP2000分别计算了火灾时不同火源位置不同临界风速下钢筋混凝土隧道的内力大小。经过对比分析得出,适当增大其临界风速可有效地控制烟气流的扩散避免产生回流,同时也有利于减小高温下隧道结构损伤。     

水平隧道火灾通风纵向临界风速模型

火灾时的烟气控制在隧道防火安全设计中占有很重要的位置,为此通过1/20小尺寸模型实验和全尺寸现场试验对水平隧道火灾通风纵向临界风速进行了研究.根据隧道全尺寸试验和小尺寸实验研究结果,并结合Jae等的小尺寸实验结果以及胡隆华的全尺寸试验和数值模拟结果,建立了水平隧道火灾通风纵向临界风速的预测模型.将模型得到的预测结果跟基于气体火源的实验结果进行对比,结果表明Wu和Barker通过气体火源小尺寸实验所建立的模型预测值偏低.     

横流作用下天然气火焰结构分区及热参数研究

集中排烟隧道具有纵向通风和集中排烟等优点。随着交通运输业的不断发展,集中排烟隧道已广泛应用于长大隧道设计中,隧道内火源局部热参数的变化规律研究一直是人们关注的焦点。文章基于集中排烟隧道系统设计,围绕火源局部热参数,针对天然气火灾,通过数值模拟研究,探索15种工况横流作用下火羽流轴线偏移轨迹、火焰结构分区及顶板下方烟气最大温升。结果表明:模拟火焰与自由火焰结构的分区规律类似,但分区转折点随火灾强度增大而减小;等效风速对火羽流轴线温升有显著影响;引入风速修正,回归整理可得到3个分区轴线温升的无量纲准则关联式;顶板下方烟气最大温升随等效风速增大而减小,且模拟结果与实验结果的变化规律具有相似性。     

长大隧道排风口火灾烟气衰减速率分析

集中排烟隧道兼顾纵向通风和集中排烟等诸多优点,在长大隧道设计中应用广泛,如何掌握烟气在隧道内的衰减规律便于有效排烟是研究人员关注的重点。文章结合集中排烟隧道系统设计,针对50 MW大强度火灾,考虑两种火源位置,模拟预测不同送风风速v1、诱导风速v2组合工况下排风口位置烟气温度、浓度衰减规律。结果表明:火源上游排风口(1#)处烟气水平衰减系数随v1增大而减小,垂直衰减系数规律则相反,火源下游排风口(2#、3#)处烟气垂直衰减系数随v2增大而增大,水平衰减系数规律相反;各风口处烟气温度水平衰减系数大于浓度水平衰减系数,而垂直衰减系数小于浓度衰减系数,均与火源位置无关。     

在交通拥堵的隧道火灾中纵向通风的合理送风风速研究

通过数值模拟手段对纵向通风时隧道内的烟气扩散特性进行研究,探讨较低风速时,针对不同火源功率、不同风速作用下,火源上、下游烟气的分层特性及温度分布特性,并在此基础上探讨纵向排烟在拥堵的交通隧道中应用的可能性.研究结果表明:如果起火初期隧道内以较低的纵向风速送风,保证上、下游烟气分层的存在,则纵向通风可用于交通拥堵的隧道.火源功率为5 MW时,该风速约为1.0 m/s;火源功率为20 MW时,较适宜的风速为1.0～1.5 m/s;火源功率为30 MW时,较适宜的风速为1.5 m/s左右.火源功率较大时,应尽早将火源下游附近的人员疏散,以确保安全.     

隧道侧向排烟系统小尺寸模型试验研究

为了探究侧向排烟系统对隧道火灾烟气的控制效果及其对烟气蔓延状态的影响,进行了小尺寸(相似比为1/14)的模型试验研究.试验中获得了不同排烟风速作用下,模型隧道中温度场以及隧道出入口处的风速变化情况,对诱导风速和回流烟气长度进行了无量纲分析,并计算了隧道中的烟气层高度.结果表明侧向排烟系统工作时产生的诱导风速对车行隧道火...     

一个新的水平隧道火灾烟气逆流层长度模型研究

对前期实验获得的纵向通风隧道火灾烟气逆流层长度的实验数据以及其他研究者所发表的3组实验数据进行了综合分析,总结出了3条关于烟气逆流层长度随火源释热速率和通风风速变化规律的定性描述.据此构造了不同的回归模型,对上述4组数据进行了多元非线性回归.得到了一个关于纵向通风隧道火灾烟气逆流层长度的经验公式,该公式完全满足前述的3条定性规律,并较已知经验公式更好地与实验数据相符合.     

长建筑通道内临界通风速度的实验研究

根据弗劳德准则使用了缩尺模型来研究纵向通风对长建筑通道内火灾烟气的影响．实验中通过燃烧天然气来模拟实际火灾,其功率为0．28～1.32kW．使用气体流量计计量天然气的使用量,用k型热电偶来测量通道内的温度分布,对不同热释放率下的临界通风速度进行了研究,结果表明,无量纲速度与无量纲热量的三分之一次方成正比．     

地铁站厅至站台楼梯口风速对火灾烟气运动的影响

地铁车站站台发生火灾,连接站厅与站台的楼梯口保持一定风速,可阻挡烟气向站厅蔓延并为人员疏散提供诱导气流.为研究楼梯口风速对车站火灾烟气运动的影响,试验对不同排烟模式下楼梯口风速进行测量,建立数值计算模型进行模拟.结果表明:火灾场景下楼梯口风速大于无火源场景下风速,因此常规楼梯口风速校核设计方法由于没考虑真实火灾情况下各种因素的复杂作用,需进一步改进;楼梯口附近起火,烟气易从挡烟垂壁溢出向站厅层蔓延,站台火灾时站厅层为送风状态,存在溢出烟气时站厅层烟浓度可增至大于站台层;站台公共区着火,增开隧道风机,能够增加楼梯口风速,但由于对流场的扰动,破坏了烟气分层,使烟气充填区域增大,因此,防排烟系统设计中科学组织烟气流动、合理控制烟气运动路径与控制排烟量同等重要.     

通风方式对T型综合管廊火灾烟气蔓延的影响

T型综合管廊空间狭长且有支路连通的特点,提高了火灾烟气控制难度从而加剧了火灾事故的风险。利用PyroSim软件模型模拟不同通风方式对其烟气排放效果,探究了T型综合管廊电缆舱的交叉口发生火灾时,进风口、出风口位置及出风风速对舱内烟气蔓延的影响。结果表明,中部进风、左右出风、临界风速为1.75 m/s的一进两回通风方案最利于火灾烟气控制,进风口方向适宜作为应急疏散通道,可为T型综合管廊的设计提供参考。     

火灾工况下某特长城市地下道路疏散方案分析评估

为了评估某特长城市地下道路火灾工况下人员疏散的策略,借助计算流体动力学( computational fluid dynamics,CFD)模拟以及疏散模拟软件Building EXODUS对该城市地下道路设定的不同火灾疏散场景中可用的安全疏散时间与必需的安全疏散时间进行了模拟分析,并在此基础上对该城市地下道路的疏散方案进行了评估。研究结果表明：烟气自由扩散时,除隧道出口附近的疏散场景外,各疏散场景中可用的安全疏散时间都小于必需的安全疏散时间,导致部分人员的安全疏散受到威胁。因此,火灾发生时,必须及时启动烟气控制措施以保证内部人员的安全疏散。对于火灾发生在隧道出口的场景,在启动烟气控制系统保证火源上游人员安全疏散的同时,火源下游还应有一定的保障措施使下游车辆能快速驶出起火隧道。     

Smoke movement in a tunnel of a running metro train on fire

Research on the distribution of smoke in tunnels is significant for the fire emergency rescue after an operating metro train catches fire. A dynamic grid technique was adopted to research the law of smoke flow diffusion inside the tunnel when the bottom of a metro train was on fire and to compare the effect of longitudinal ventilation modes on the smoke motion when the burning train stopped. Research results show that the slipstream curves around the train obtained by numerical simulation are consistent with experimental data. When the train decelerates, the smoke flow first extends to the tail of the train. With the decrease of the train's speed, the smoke flow diffuses to the head of the train. After the train stops, the slipstream around the train formed in the process of train operation plays a leading role in the smoke diffusion in the tunnel. The smoke flow quickly diffuses to the domain in front of the train. After forward mechanical ventilation is provided, the smoke flow inside the tunnel continues to diffuse downstream. When reverse mechanical ventilation operates, the smoke in front of the train flows back rapidly and diffuses to the rear of the train.     

纵向通风地下道路火区风压损失分析及应用

为了解决地下道路纵向通风系统设计中计算火灾工况下的火区风压损失问题,基于热力学平衡关系建立了火区风压损失模型,并得到了半经验计算公式,利用模型实验和数值模拟对公式的有效性做了初步验证,并以工程实例展示了火区风压损失对隧道内压力与风速分布的影响. 结果表明:在临界风速下,火区的风压损失与对流热释放速率成正比,与上游风速和隧道断面积成反比;提出的计算公式与隧道火灾实验拟合公式得出的规律一致且结果接近,具有明确的理论基础和风速取值;为使地下道路通风系统阻力计算准确可靠,进而制定有效的应急通风运行方案,有必要考虑火区的风压损失,提出的风压损失公式经深入验证后可用于设计计算.     

交通隧道火灾时车辆临界安全距离的研究

通过对隧道火灾中着火车辆与相邻车辆的受热过程分析，提出了隧道内相邻车辆火灾临界安全距离的概念，并以尤里卡(EUREKA)项目为背景对不同条件下相邻车辆火灾临界安全距离进行了研究．研究表明：火区上游车辆的临界安全距离与通风速度成反比，当通风速度达到临界风速时，火区上游的车辆只要保持正常的停车距离就能保证车辆安全；而火区下游车辆的临界安全距离与通风速度无关．