顶部开口自然通风隧道火灾竖井排烟效率研究

通过数值计算方法,研究了顶部开口自然通风隧道竖井的排烟效率。考虑了火源热释放速率、竖井高度、长度和宽度及竖井位置的影响,并与竖井排烟效率计算模型进行对比。研究结果发现：竖井的排烟效率随竖井高度的增加而略微增大;竖井的排烟效率基本不随火源热释放速率的变化而变化;随着竖井长度和宽度地增加,排烟效率大幅增加;此外,当竖井位于顶棚中央时,排烟效率较位于顶棚一侧的排烟效率高,且烟气控制效果好。此外,竖井排烟效率模型可以较好地预测不同竖井尺寸和位置的排烟效率。     

自然通风隧道不同竖井结构形式火灾试验研究

为了揭示竖井结构形式对城市交通自然通风隧道的影响,采用1∶10 的隧道模型,设计中央垂直型及侧向倾斜型两种竖井结构进行对比试验,分析研究两种竖井结构下的隧道纵向温度分布、竖向温度分布以及烟气扩散特性。试验结果表明,中央垂直型竖井隧道的纵向温度、竖向温度均低于侧向倾斜型,且烟气控制效果明显优于侧向倾斜型竖井;中间垂直型竖井有效排烟面积较大且烟气能量衰减更快,是其工作性能优于侧向倾斜型竖井的本质机理。结论可为类似工程设计与建造提供技术参考与借鉴。     

纵向通风下公路隧道双火源火灾烟气扩散研究

采用试验与数值模拟研究隧道双火源火灾临界风速变化,重点研究双火源功率和火源间距对临界风速的影响。结果表明：随着火源间距增加,临界风速逐渐降低,当两火源间距达到极限距离时,临界风速不再变化;当进风口侧火源功率确定时,在极限间距内出风口侧火源功率增大时,临界风速增大,说明出风口侧的火源对进风口侧的烟气回流有促进作用;在极限间距内,临界风速随火源间距增加呈二次方递减到一个稳定值;两火源总功率越大,临界风速随着间距增加降低的幅度越明显。并得到了临界风速的预测公式。     

火源位置对侧向排烟隧道排烟效果影响研究

在采用侧向排烟的隧道内,由于火灾可以出现在距离排烟口的不同位置,隧道内温度及烟气流动也随之发生变化。因此,采用FDS,通过设定不同的纵向火源位置,研究侧向排烟隧道内的温度与烟气流动特征。结果表明,侧向排烟口对一定范围以内的区域能起到降温作用,其排烟量越大,温度降低越显著;侧向排烟口距离火源越远,越容易发生吸穿;排烟量的增加能显著减少烟气的纵向传播距离;与排烟量相比,火源位置对总排烟效率的影响不大,只对较近排烟口的排烟效率有明显影响。     

通风对竖井型隧道火灾烟气特性影响试验研究

通过隧道火灾模型试验,研究纵向通风对竖井排烟效果及隧道内纵向烟气温度分布的影响。试验考虑不同火源热释放速率和纵向风速。结果表明：纵向风速对正庚烷池火热释放速率存在影响,对于较小正庚烷池火（≤11 cm）,火源热释放速率基本不随纵向风速而改变;对于较大正庚烷池火（≥14 cm）,火源热释放率随风速的增加先降低后基本保持恒定。此外,当隧道内风速较小时,竖井内烟气附壁排出,竖井后方烟气温度较低,控烟效果较好;当隧道内风速较大时,竖井内烟气出现边界分离,竖井后方温度升高,烟气蔓延距离增加,竖井排烟效果较差。因此,建议当竖井型隧道内发生火灾时,应尽量采用自然通风或较低的内部通风,避免较高风速。     

隧道内火灾烟气流动对疏散救援的影响研究

利用商业CFD软件PHOENICS 3.5对雪峰山特长隧道进行了火灾的数值模拟,研究了在不同纵向通风风速的条件下,隧道内火灾的烟雾浓度场、温度场等的纵向、横向分布规律和烟气的回流情况,并研究了火灾烟气的动态发展规律,同时分析其对疏散救援的影响,最后提出了控制烟雾、满足火灾救援和人员疏散的有效措施,其结论可为研究隧道内的烟气的流动情况和制定疏散救援方案提供重要参考依据.     

纵向通风隧道内火灾烟气流动的控制

讨论了纵向通风隧道火灾和相关烟气形成现象。利用计算机流体动力模型模拟烟气流动，获得可以与试验数据进行比较的预测结果。在Richardson数字基础上，采用了不同参考稳定值，结果发现，直接利用火灾热释放速率所获得的温度值会产生最有用的结果。试验结果与数值预测结果的比较发现，两者吻合较好。笔者验证了利用容积测定火源模拟火灾的情况。结果的准确性很大程度上取决于对墙和屋顶的热传递。     

纵向通风与竖井自然排烟下隧道火灾烟气特性实验研究

中国逐渐发展成为世界上隧道和地下工程最多的国 家,其长隧道数量和长度跻身世界前列。据统计,火灾中85%的 人员死亡是由热烟气造成的,目前隧道中采用较为广泛的排烟系 统有纵向排烟系统、集中排烟系统和横向排烟系统,而针对长隧道 来说,我国广泛采用的是竖井式纵向通风,因此,研究纵向通风与 竖井排烟综合效应下隧道火灾烟气流动特性及温度分布规律具有 重要意义。本文建立了1：10 缩尺寸竖井隧道模型,主隧道长度 16.5 m,宽度1.3 m,高度0.65 m;竖井通过排烟横通道与主隧道 连接,排烟横通道设置在主隧道侧面中部,尺寸为1.2 m 长、0.6 m 宽、0.4 m 高;竖井横截面为半径0.6 m 的1/4 圆,高4.6 m。在 竖井隧道模型中开展了一系列油池火实验,选取2 种方形燃烧池 （20 cm×20 cm、23 cm×23 cm）作为火源,设置2 个纵向火源位置 （位置A：火源中心线与排烟横通道中心线距离0.375 m;位置B： 火源中心线与排烟横通道中心线距离1.375 m）,7 种纵向通风风 速（0,0.18,0.27,0.35,0.44,0.52,0.69 m/s）,定量分析不同工 况下温度分布及烟气逆流长度。研究结果表明：当无纵向通风时, 火焰与隧道地板垂直,且呈轴对称形态;当有纵向通风时,火焰向 下游偏移,且纵向通风风速越大,火焰向下游偏移越明显;当纵向 通风风速为0 m/s 时,由于竖井的存在,火源上、下游两侧烟气温 度分布并非对称,火源下游（竖井侧）烟气温度下降速度较快,与单 洞隧道烟气温度分布明显不同;随纵向通风风速增加,烟气逆流长 度和烟气温度减小,而最大温度偏移距离整体呈增加趋势;当无量 纲纵向通风风速v′＜0.19 时,主隧道最大温升△Tmax 与Q2/3/ Hef 5/3 呈正比,而当无量纲纵向通风风速v′＞0.19 时,主隧道最大 温升△Tmax 与Q? /(vb1/3Hef 5/3)呈正比,但常数系数均小于Li 等预 测模型中的常数系数;竖井隧道内无量纲纵向烟气温度分布符合 Fan 和Ji 等建立的纵向温度衰减模型,衰减系数k′在1.36~1.63 范围内变化,但其值明显大于单洞隧道纵向温度衰减系数k′;另 外,当火源位于位置A 时,最大烟气温度低于火源位于位置B 时 的最大烟气温度,无量纲纵向烟气温度衰减速度慢于火源位于位 置B 时衰减速度。     

竖井型市政公路隧道自然通风技术研究进展

文章根据国内外大量文献资料对竖井型公路隧道自然通风技术的理论、实验及数值模拟等方面的研究现状进行了深入分析.基于已取得的竖井型公路隧道自然通风技术研究成果,指出应改善目前国内竖井型隧道自然通风的研究方法,开展对在外界微环境影响下的竖井型隧道自然通风的研究,同时应分析在热压与风压耦合下的竖井型公路隧道气流运动规律,并建立评估体系,以完善竖井型市政公路隧道自然通风领域.     

隧道墙附近火源火灾热气流的计算流体动力学

运用CFD进行数字模拟，以了解纵向通风隧道内热烟气流的特性。通过模拟发现对火源进行模拟非常重要，热烟气流特性受火源位置的影响很大，并且对火源模拟方法很敏感。火源生成的火焰区是燃烧引起的化学反应区域。即使火源附近的木垛排列完好，也很难在考虑这些化学反应条件下模拟热生成区域。建议考虑纵向通风隧道内火焰形状并对它进行数字模拟。模拟结果与试验结果非常吻合。试验证明，在纵向通风隧道内，热烟气流从靠近墙体火源处顺风向隧道中心蔓延。数字模拟结果发现，火灾羽流造成的螺旋上升空气会在墙体和羽流之间形成一个涡流区。     

长隧道火灾烟气运动三维数值模拟

对某长隧道在50 MW释热率、不同风速条件下的火灾过程进行模拟,采用扩散燃烧模型对燃烧过程加以描述,分别利用k-ε模型和P-1模型计算湍流流动和辐射作用。计算结果表明,纵向风速较小时会形成烟气回流,对50 MW的隧道火灾,2 m/s的纵向通风能有效抑制烟气回流;纵向通风隧道内,烟气运动表现为径向扩散与纵向蔓延的结合;隧道通风风速越大,火源下游烟气起伏运动越剧烈。隧道发生火灾时,纵向风速应以刚好抑制烟气出现回流为宜。     

侧向排烟口对双层隧道机械排烟的影响

双层隧道具有空间利用率高,通行量大等优点,但由于顶部空间有限,多采用侧向排烟的方式控制隧道火灾时烟气的蔓延.以某越江隧道为例,采用火灾动态模拟软件FDS,改变排烟口数量、面积、间距,设计6个火灾场景,定量分析侧向排烟口的设置对机械排烟效果的影响.分析各排烟口流量、流速,分析隧道内温度分布、能见度分布.结果表明:在火源功率20 MW、无纵向风条件下,排烟口面积、排烟口开启数量以及排烟口间距都在火灾发生初期对烟气的蔓延起控制作用;提出在排烟口面积为4 m2、排烟口间距为90 m、火灾时开启4个排烟口时,排烟效果更经济合理.     

隧道内顶棚和侧向机械排烟效果对比

为了比较顶棚机械排烟和侧向机械排烟在隧道火灾中的排烟效果,采用数值模拟的方法对隧道火灾中两种排烟方式的温度分布、流场分布、排烟量、排热量以及排烟效率进行对比.结果表明,两种排烟方式的流场分布与烟气吸入方式差别较大;侧向机械排烟更容易发生吸穿;顶棚机械排烟的排烟量和排热量更高,排烟效果更好;侧向机械排烟由于更容易发生吸穿...     

翔安海底隧道左线现场热烟测试

阐述了翔安隧道左线进行的热烟测试,包括试验方法、工况设置、测量数据的确定与分析,试验同时采用了甲醇和汽油两种燃料.试验发现,火灾初期烟流速度较小,翔安隧道采用的分段纵向排烟方式可以有效控制烟气扩散,为了保证人员疏散安全,隧道风机系统应按照火情发展合理组织运行.     

火灾时隧道内烟流流动状态试验研究

通过大比例火灾模型试验,研究火灾时隧道内烟流流动状态、烟流速度变化以及通风对烟流流动状态的影响。试验模型隧道长100m,内径1.8m。火源采用燃烧床盛放油料模拟,试验中设定了A、B、C三个火灾规模用以模拟实际隧道火灾场景。试验结果表明,点火后,隧道内火区、火区下游烟流速度在2～8min内增加很快,明显大于点火前风速,且其增幅随通风风速、火灾规模的不同而变化。同时,随着火势的逐渐减弱隧道内烟流速度也逐渐减小,并趋于初始风速。试验结果建议对于一般的限制或禁止油罐车通行的隧道,火灾时,隧道内应尽快建立起2～3m/s的纵向风流以抑止烟气的逆流。     

环形公路隧道火灾集中排烟试验研究

针对目前国内环形公路隧道的特点,通过全尺寸环形公路隧道实体火灾试验,考察了环形公路隧道发生火灾时采用集中排烟方式的排烟效果,分别对上坡和下坡两种工况进行分析,获得了集中排烟的具体方式和参数,结果证明在环形公路隧道火灾中采用集中排烟方式能够有效控制隧道中的烟气,可为人员安全疏散和火灾救援赢得时间,试验可以为相应环形公路隧道防排烟标准制订提供参考.     

横截面形状和坡度对隧道火灾烟气分布影响研究

通过数值模拟建立了7种不同横截面形状的全尺寸跨座式单轨隧道模型,研究隧道横截面形状和坡度对隧道火灾烟气蔓延的影响.研究发现长方形隧道顶部温度普遍较高,其次为带有拱顶的隧道,正方形隧道顶部温度普遍较低,圆形隧道底部温度最低.在大火源功率条件下,坡度对临界风速的影响较小.离火源较远的位置,坡度对排烟效果的影响更加明显:随着...     

地铁长隧道排烟道代替部分中间风井方案烟气特性研究

长区间隧道的防排烟系统设计通常是设置中间风井,但中间风井的设置容易受到多方面因素制约,可采用拱顶排烟道代替部分中间风井。为验证并拓展拱顶排烟道代替方案可行性,通过理论分析了3种排烟道设置方案对应的烟气控制方式。基于广州某区间地铁,通过数值模拟对排烟道设置方式进行验证,得到不同条件下3种排烟道设置方式控制烟气效果对比,结果表明：单侧送风1.6 m/s且排烟量为140 m3/s时基本可以控制火灾位于中间通风区段时烟气的排出。当火灾位于靠近风井或排烟口下方时,送风风速1.4~1.6 m/s、排烟量140~150 m3/s可有效控制烟气。证明了排烟道代替部分中间风井的可靠性,拓展了该方案的适用性。