深埋岛式高铁车站站台火灾烟气蔓延特性及防控研究

高铁地下车站结构复杂、功能多样.其站台区域埋深较大,是长宽比较大的狭长受限空间,一旦发生火灾,危害巨大.统计表明,有毒有害的烟气是火灾中最主要的致死因素,而狭长受限空间的结构特点和通风条件决定,其火灾产生的烟气难以立即排出,因此,高铁地下车站站台火灾烟气的蔓延特性是值得关注的问题.其中,火灾烟气的蔓延规律与防控是与消防...     

超长公路隧道火灾纵向排烟特性研究

由于隧道狭长和相对封闭的特点,一旦发生火灾将严重危及生命安全。大量研究表明,公路隧道纵向通风排烟技术成熟、工程建设经济。本研究采用CFD数值模拟方法建立了超长隧道火灾计算模型,对长度大于5km的超长隧道火灾全纵向排烟特性进行模拟分析。结果表明,当火源位于距隧道出口5km以及距隧道出口5.7km处时,在3.5m/s的纵向通风风速下,隧道内温度、CO浓度均能满足隧道火灾安全控制标准。因此,超长隧道火灾全纵向排烟方案具有可行性。     

连续隧道洞口间烟气扩散特性研究

当上下游隧道的洞口间距较短时,上游隧道的火灾烟气可能扩散至下游隧道,对下游隧道造成影响。采用CFD数值模拟方法建立连续隧道模型,对不同纵向风速、不同火源位置、不同热释放率、不同洞口间距以及不同横向风速下的烟气窜流情况进行模拟分析。结果表明：（1）上游隧道纵向风速的增大将导致烟气往下游隧道方向水平扩散的距离增大,因此,烟气的窜流量增大;（2）火源距离上游隧道出口越远,热释放率越小,上游隧道出口处烟气温度就越低,烟气的水平惯性力上升,更容易窜流至下游隧道;（3）烟气窜流随着洞口间距的增大而不断减弱,当洞口间距足够大时,不会出现烟气窜流的现象;（4）当存在横向风时,洞口间烟气的流动轨迹会发生偏移,并且烟气窜流会随横向风速的增大而减弱。     

隧道火灾烟气发展的模拟计算研究

分析了隧道火灾的特点，运用区域模拟和场模拟的方法，通过一假定的隧道火灾算例，分析了几种不同情况下隧道火灾的烟气发展情况。讨论了烟气温度、高度的变化情况，得到了不同区段火和烟气对人构成威胁和对隧道结构造成破坏的情况，最后对隧道火灾的防治提出了一些建议。     

侧向排烟方式下隧道宽度对烟气特性的影响

基于FDS数值模拟方法,构建采用侧向排烟方式下,断面为不同宽度的公路隧道数值计算模型.研究不同隧道宽度下各行车道上方拱顶处、人员高度处烟气温度分布及排烟口处的排烟效率,以期为人员疏散及实际工程的通风排烟体系设计提供参考依据.研究结果表明:增加隧道宽度有利于降低拱顶及人员高度处烟气温度,但是会导致侧向排烟效率下降,特别在...     

侧向集中排烟作用下隧道火灾烟气逆流长度规律试验研究

烟气逆流长度是隧道火灾进行烟气控制所需要研究的重要参数之一,该文通过在缩尺寸试验对侧向集中排烟作用下的烟气逆流行为进行研究,试验发现烟气逆流长度随侧向集中排烟风速增加而衰减得更快,但是以较大的纵向通风风速使烟气逆流长度衰减至火源附近位置时,由于侧向集中排烟产生的横向抽吸力限制了烟气向下游的蔓延运动,导致烟气逆流长度衰减逐渐变缓的现象,揭示了烟气浮力、纵向通风惯性力及侧向集中排烟产生的横向抽吸力三相力的复杂耦合机制。     

不同环境温度和火灾强度对自然通风竖井型隧道火灾烟气浓度场的影响分析

运用FDS(Fire Dynamic Simulation)火灾模拟软件对三种不同环境温度和火灾强度(共九种工况)条件下的某竖井型自然通风隧道火灾进行了数值模拟,并对模拟的结果进行了对比和分析,得到了隧道环境温度和火灾强度对隧道火灾时烟气浓度分布的影响规律。     

纵向通风水平隧道火灾烟气流动特性研究

地铁隧道火灾烟气控制是城市公共安全的一个重要组成部分。在分析地铁隧道火灾烟气流动主要影响因素的基础上，将地铁隧道通风和排烟系统作为一个整体考虑，引入地铁隧道火灾烟气的浮力效应和热阻效应，建立了隧道通风网络火灾模拟的数学模型，分析了地铁隧道火灾烟气逆流的临界条件、临界流速、隧道风流及烟流流速与火灾强度的变化关系，为地铁隧道火灾烟气控制和事故应急处理提供科学依据。     

坡度隧道火灾自然排烟特性研究

通过模型试验,研究了坡度隧道火灾自然排烟特性,试验结果表明：（1）受坡度影响,火羽流向上坡侧发生偏转,且偏转角几乎不受火源位置与HRR的影响,只随坡度的升高而线性增大;（2）顶壁下方最高烟气温度随坡度的升高而降低,基于理论分析和模型试验结果,得到了顶壁下方最高烟气温度的计算模型;（3）火源上坡侧的顶壁下方烟气温度受坡度变化的影响较小,下坡侧的顶壁下方烟气温度随坡度的降低而升高,并在坡度降为0时与上坡侧烟气温度关于火源对称分布,结合理论分析,得出了火源段顶壁下方烟气温度的衰减模型。     

地下通道火灾排烟的通风系统模拟分析

本文阐述了地下通道火灾排烟的通风系统模拟分析,烟气流过着屏蔽门时的局部阻力系数,再利用网络模型模拟地下隧道、各通风井的通风排烟量,以确定其能否满足通风排烟要求,对地下事故工况风机的设置、地下事故工况的处理预案,不同形式区间隧道通风系统对隧道内通风速度场、温度场及新风量的影响规律。研究同时对通风系统方案进行了初步的技术经济比较。本研究为分析地下通风系统的空气流动与传热提供了参考,为通风系统方案的选择。     

坡度对地铁区间隧道火灾烟气流动影响的数值模拟

为探讨坡度对地铁区间隧道火灾烟气流动特性的影响,论文在综合分析国内外地铁区间隧道火灾研究的基础上,采用数值模拟软件FDS分别研究了自然通风条件下无坡度、1％坡度、2％坡度、3％坡度对区间隧道内烟气的流动特点、临界风速的影响.结果表明:坡度对地铁区间隧道火灾烟气的流动及临界风速有一定的影响.上坡隧道的临界风速相对于无坡度隧道的临界风速有所减小,且临界风速随着隧道坡度的增大而减小.下坡隧道的临界风速相对于无坡度隧道的临界风速有所增加,且临界风速随着隧道坡度的增大而增大.     

集中防烟模式下特长铁路隧道救援站火灾烟气控制数值模拟分析

采用三种方法对集中防烟模式下,避难室及横通道的加压送风量进行理论计算,获得对应的加压送风量分别为140m3/s、200m3/s、240m3/s,针对三种工况送风量,在集中防烟模式下,分析当安全隧道送风风机关闭和开启时救援站火灾烟气控制效果,探讨集中防烟模式下火灾烟气控制的关键参数。研究结果表明,集中防烟模式下加压送风量大于140m3/s即可,集中送风量的变化对救援站内温度、能见度及CO浓度等参数分布影响不大;安全隧道辅助送风有利于救援站避难室防烟,各横通道入口处的风速随着安全隧道送风风速的增大而增大。     

纵向风下隧道顶部和侧向排烟特性对比研究

建立全尺寸隧道火灾三维数值计算模型,通过设置不同的火源位置、风口尺寸、排烟量、火源功率,在纵向风速为临界风速时,对隧道内顶部和侧向机械排烟系统烟气分布特性进行对比分析。研究发现,两种排烟方式的顶壁烟气特性在火源段内无明显区别,而在非火源段内,侧向机械排烟的温度和CO浓度要明显高于顶部机械排烟;对于非火源段内的竖向分布和人员高度处的横向分布,顶壁排烟系统的整体温度和CO浓度都比侧壁排烟低,排烟效果好。     

隧道列车活塞风解析方法新探

目前在工程实践中需要一种简单而又准确的活塞流计算方法。本文分析了隧道列车活塞风特性,在隧道流体场中引入了宏观动量守恒定律,建立了一种新型非恒定流活塞风一维解析方程,修正了常规一维解析方程物理意义不明确的缺陷。利用常规方法和新型方法分别对同一个工况进行求解,并将所得结果与实测值进行对比。结果表明新型活塞风解析方法具有较高的精度。     

公路隧道火灾三维数值模拟

建立了一种描述公路隧道发生火灾时的烟气流动和传热过程的场模型,借助SIMPLE算法进行数值计算,并运用该法模拟了某试验隧道内进行的不同通风风速下的火灾试验,在其计算结果的基础上,分析了速度场、温度场,总结出隧道火灾的发展状况及分布特点.     

FDS模拟不同通风条件下电缆火灾的蔓延情况

采用场模拟程序FDS模拟三种不同通风情况下电缆火灾。通过改变通风条件,来判断不同情况下电缆火灾火焰的蔓延情况。并得出对应条件下的温度数据。     

不同壁面边界条件下隧道火灾模拟研究

根据火灾模拟程序FDS,分别建立了不同壁面边界条件的物理模型,模拟出各种模型下的隧道火灾结果,并将这些结果进行对比,其中重点分析了火灾场景中烟流温度、烟流状态等参数的不同。通过对研究结果进行分析,给出了不同的壁面条件下的简化模型比较适宜模拟的火灾场景,探讨的不同壁面条件对隧道火灾、隧道通风的影响结果能为以后的隧道火灾模拟工作提供依据,而且也可为长大隧道火灾安全工程设计提供参考。     

环境温度和火灾强度对自然通风隧道火灾温度场的影响

为了掌握环境温度和火灾强度对自然通风城市隧道温度场的影响,运用火灾模拟软件FDS,对在不同环境温度和火灾强度下自然通风隧道火灾进行模拟,得到各种火灾工况下的模拟结果,并对各种工况下的温度场进行对比分析。     

地铁车站出入口火灾烟气特性的模拟研究

利用木垛火模拟地铁火灾的演化过程，在地铁车站出入口的缩尺度模型中进行模拟实验。采用温度相对值，分析地铁火灾沿车站出入口烟气温度下降的规律及其影响因素。通过实验图像，对烟气分层所需条件以及区域模拟方法在地铁火灾烟气特性研究中的适用性进行了讨论。气体成分测量结果表明，出口处烟气中CO的质量分数存在阶梯状变化的规律。     

狭长受限空间火灾突变行为倾角效应的数值模拟

为了研究倾斜狭长空间火灾突变行为特性,基于CFD数值模拟方法研究了倾角为0°到30°范围内狭长受限空间(30 m×4 m×4 m)火灾特性参数(火焰形态和温度)的变化规律。结果发现:火焰高温区面积和火焰倾角等参数随倾角增加存在一个突变区域。当倾斜角度小于10°时,高温区面积、火焰与水平方向夹角以及纵向温度最大值位置等参数都基本维持不变;一旦超过10°,高温区面积明显增大,火焰与水平方向夹角明显减小,纵向温度最大值的位置也开始逐渐向火源上方移动。这表明倾斜壁面吸附作用会导致倾角过大的狭长空间火灾行为突变和后果剧增,这对于揭示火灾加速突变机理和指导狭长空间火灾安全设计有重要意义。