公路隧道相向射流与竖井自然排烟组合烟气控制研究

通过开展相似试验,研究在相向射流与竖井自然排烟组合模式下,火源位置、风速和火源功率对烟气控制段长度的影响。试验考虑了3种组况,53种工况,通过改变火源位置、风速和火源功率,分析讨论了不同工况下火源烟气控制段长度。试验表明,增加上游（距离火源更近端）风速,会导致上游烟气控制段减少;增加下游（距离火源更远端）的风速,烟气控制段长度会受到火源功率、火源位置等多种因素的耦合作用。增大火源功率会增加烟气热浮力,使下游机械风对烟气的影响减弱。     

相向射流模式下竖井结构对烟气运动影响研究

通过开展相似试验，研究了较优相向射流风速和不同火源功率条件下，竖井高度与横截面积对竖井内烟气运动模式的影响。结果表明：竖井高度与横截面积增大均会促使吸穿效应的发生；竖井横截面积越大，对应的临界竖井高度越小；求得试验条件下的Ri临界值为0.56，当Ri小于0.56时，竖井内主要发生边界层分离，当Ri大于0.56时，主要发生吸穿效应。     

实体隧道燃烧烟气试验研究

为研究公路隧道火灾烟气扩展特性,设计了火源采集、温度采集、烟雾采集、风速测定等一系列数据采集方案,建立了一套隧道现场燃烧试验系统。在已建成的隧道中开展实体隧道燃烧试验,测试了不同通风模式、不同燃烧工况下隧道火源上下游不同断面处的烟气沉降情况和烟气扩展情况,为隧道火灾试验研究及烟气控制工作提供参考方法及数据支持。     

巷道火灾中烟气流动规律研究

矿井火灾烟气蔓延,威胁着井下工作人员的生命安全。文章利用FDS软件模拟不同风速和不同火源位置下烟气蔓延特性,应用烟气温度、烟气浓度等参数,得到不同工况下烟气流动规律,结果表明:不同火源位置下,烟气流动差异很大;通风风速越大,火源上风侧烟气浓度越低,下风侧烟气聚集越多。     

城市地下交通联系隧道排烟方式探讨

城市地下交通联系隧道(Urban Traffic Link Tunnel,UTLT)主隧道一般呈环形,交通流量大且隧道高度较低等特点决定了其火灾风险性较高。一旦发生火灾,如何把烟气控制在一定范围内,并快速有效的排出隧道成为UTLT工程设计的难题。目前常采用的依靠射流风机单方向诱导通风排烟的方式不能完全解决UTLT通风排烟问题。本文以北京市CBD UTLT为工程依托,在综合分析了前人对UTLT排烟方法的研究基础上,提出了一种基于火源附近竖井排烟,两侧射流风机相向平衡压力的通风排烟方式。利用CFD软件Fluent 13.0对典型火灾场景不同工况下烟气流动进行了数值模拟。模拟结果表明火源附近竖井排烟,合理开启两侧射流风机相向平衡压力的通风排烟方式可以将烟气控制在较小范围之内。     

纵向通风与侧壁开口竖井自然排烟协同作用下烟气运动模拟

为探究山岭隧道火灾烟气运移特性,采用数值模拟的方法,选取两种典型火源功率(20 MW及50 MW),分析不同纵向风速下火源位置对隧道顶棚下方沿程温度分布规律、烟气运移速率及竖井内烟气质量流量的影响规律.研究结果表明,纵向风速低于3m/s时,不同火源位置时,火源上游沿程温度均随纵向风速增加逐渐降低,而下游沿程温度随纵向风...     

室外风对高层建筑竖井内烟气运动影响的数值模拟

采用火灾模拟专业软件FDS对不同火源位置、不同风向条件下火灾烟气的运动进行模拟,测定典型位置处温度、速度、CO及CO2体积分数变化情况。实验结果表明:在近地风场中,风向对竖井内烟气蔓延的影响大小顺序为迎风>背风>侧风,竖井开口位于迎风面时,外界风对竖井内烟气运动影响最大:火源位于中性面以上时,烟气通过竖井与前室的开口向竖井内蔓延,并向下运动;而火源位于中性面以下时,前室内烟气向外部运动,竖井内无烟气流入。     

地铁区间列车火灾烟气特性及控制策略的数值模拟

为了探究火灾发生后风机启动时间对地铁区间烟气控制的影响,现以内径为5.5m圆形盾构地铁区间隧道为研究对象,采用数值模拟方法研究不同火源功率(5、7.5、10 MW)下隧道内烟气的温度分布,分析了4种火灾工况下隧道顶部最高温度值以及出现位置,研究了风机延迟启动时间对隧道内烟气温度分布的影响。结果表明,隧道顶部最高温度随火源功率增大而增高;纵向通风风速会造成隧道顶部最高烟气温度区域向通风方向偏移,但随着火源功率增加,排烟风速的影响会逐渐减弱;延迟启动风机会破坏烟气层的稳定性,导致烟气沉降到列车的车厢位置,从而会影响乘客安全疏散。     

室外风对走廊温度分层和房间自然排烟的影响

为研究室外风对走廊中火灾烟气分层特性和自然排烟的影响,在相似原理的基础上开展了1/3 缩尺寸实验。通过改变火源功率、室外风速和外窗尺寸,结合对走廊火灾烟气分层特性和自然排烟效果的判断,找出使分层失效的临界室外风速以及使自然排烟失效的临界室外风速,运用量纲分析和数据拟合的方法分析无量纲火源功率和无量纲临界失效风速之间的关系。研究发现,温度分层无量纲临界失效风速与无量纲火源功率呈现良好的线性关系,温度分层临界失效风速随窗口尺寸减小而增大;自然排烟无量纲临界失效风速与无量纲火源功率呈现显著的对数函数关系,窗口尺寸相同时,火源功率越大,自然排烟临界失效风速越大。     

地下车库诱导风机布置对排烟影响试验

为了研究地下车库类扁平空间建筑采用诱导通风辅助排烟技术的可行性以及影响因素,设计地下车库火灾全尺寸实体试验。测量不同风机组合形式、开启时间等不同工况下火源上下游的温度以及烟气层的变化情况。结果表明,采用射流风机诱导通风排烟,能大幅提高火源上游的温度和能见度,并把烟气诱导至下游排出;串联布置工况烟气层温度变化不大,烟气排出效果好;射流风机串、并联组合布置工况,烟气层温度变化波动大,不利于车库中烟气快速排出。     

T型地下综合管廊电缆火灾数值模拟

针对特殊结构的T 型地下综合管廊,运用FDS 软件模拟不同火源位置及风速条件下管廊内电缆火灾的蔓延情况,分析火灾发生后管廊温度场以及烟气蔓延情况。对T 型管廊内不同位置处起火的火灾危险性进行排序,得到管廊内部风速为1.5m/s 且电缆处于稳定燃烧期时,交叉口处的烟气层高度最低,发现T 型交叉口处的烟气特性,为T 型地下综合管廊消防设计提供参考。     

火源与排烟竖井的相对位置对重点排烟效果的影响研究

借助理论分析及数值模拟相结合的手段对某盾构城市地下道路火灾工况下,火源与排烟竖井的相对位置对重点排烟效果的影响进行模拟研究.研究结果表明单向排烟模式在一定的排烟量条件下,火源位置距离排烟竖井越近,排烟效果越好.当火源位于两个排烟竖井之间且偏向其中某一个竖井位置时,在排烟量允许的前提下,可以仅开启离火源位置较近的竖井风机...     

火源及通风对地下综合管廊火灾的影响

利用PyroSim软件建立一段L型综合管廊模型并进行火灾数值模拟,并运用Origin软件对温度进行分析,研究了火源特性（火源位置和火源功率）及通风条件（风速和风向）对管廊烟气蔓延及温度变化的影响。结果表明,当火源位于管廊中部且功率大时,高温且有毒烟气能够在更短的时间内充满整个管廊,火灾危险性大;风速过大会造成大量的烟气在拐角处积聚,排烟的效果不与风速成正比。     

通过模型试验与数值模拟对隧道火灾烟气控制策略的研究

为满足隧道火灾安全体系研究方面的需要,本文以中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室的隧道试验台为对象,进行了比例模型隧道火灾试验,并利用Fire Dynamics Simulator(FDS)软件对该实验在不同纵向风速控制条件下的火灾烟气层沉降速度进行了计算机模拟,通过试验与模拟结果的对比,给出了不同纵向通风速度下,隧道火灾时烟气层沉降速度的变化规律,并提出了烟气分层化临界风速这一概念,为隧道火灾的控制、救援和人员疏散提供了一定的参考价值.     

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。     

烟囱效应下山岭隧道火风压特性模拟研究

为探究山岭隧道火灾模式下竖井内火风压的变化特性,采用数值模拟方法,选取火灾发生在竖井附近及远离竖井时的烟气流动特性为研究对象,分析烟气在纵向通风作用下竖井内火风压的变化规律。研究表明：与传统斜坡隧道火灾不同,由于烟气涡流影响,竖井内火风压在纵向通风作用下均呈现非单调的变化趋势,故隧道火风压理论模型不能直接用于竖井内火风压预测;竖井内火风压随纵向风速从0 m/s 增大至3.5 m/s 时呈现逐渐增加趋势,最大差值约为40 Pa;火源靠近竖井时比远离竖井时,竖井内火风压更大,纵向无风时,两者最大差值约为25 Pa。