堵塞效应下隧道火灾临界风速研究

为获取更为准确的隧道火灾临界风速算法,考虑火源阻塞比φ1、火源上游处阻塞比φ2均为0、0.23、0.41、0.64,选取了1.6,3.2,9.3 kW三种火源热释放率,通过正交数值试验计算了48种阻塞工况的临界风速值,推导了单纯火源阻塞、单纯火源上游阻塞、火源与上游同时阻塞时临界风速无量纲修正算法。研究结果表明：无论是增加火源处阻塞比还是加大火源上游阻塞比,临界风速值都会逐步减小,火源处阻塞对临界风速的影响更大。火源热释放率增加,临界风速也不断增大。仅火源处阻塞时,临界风速与(1-φ1)2/3成正比。仅火源上游阻塞时,临界风速与(1-φ2)1/3成正比。火源与上游同时阻塞时,临界风速与(1-φ1)2/3(1-φ2)1/3成正比。     

隧道火灾烟气回流与临界风速模型试验

总结国内外隧道火灾纵向通风排烟下抑制烟气回流临界风速的研究现状和规范规定.通过FDS数值模拟和缩尺寸模型试验对临界风速与隧道坡度的关系进行对比分析,得出结果认为,数值模拟和模型试验结果基本符合;在同一个坡度下,纵向通风速率与回流长度近似成线性关系;当坡度为零时,抑制烟气回流所需临界风速较大.     

隧道火灾临界风速计算公式的比较分析

比较分析隧道火灾纵向排烟方式下的临界风速,研究不同理论公式得出的临界风速差别大小和其随火灾规模、隧道尺寸变化的情况.对隧道尺寸和火源规模无量纲处理,以消除隧道尺寸对临界风速的影响.将已有实体隧道火灾试验和缩比例隧道火灾试验测得的临界风速无量纲值作为参照依据,将不同临界风速理论公式计算结果与已有实体和缩比例试验结果作对比,确定临界风速理论计算方法,同时验证了临风速结果对超大断面隧道的适用性.     

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。     

地铁隧道火灾烟气特性与临界风速的数值模拟分析

分析了地铁火灾烟气特性随火灾发展过程的变化情况,得到了烟气特性变化曲线.针对不同的火灾荷载,研究了临界风速随火灾强度的变化关系.     

区间隧道列车火灾通风临界时间研究

计算地铁区间列车火灾人员所需安全疏散时间,与模拟所得可用安全疏散时间对比,确定区间人员疏散策略及通风临界时间。研究表明：地铁列车外部中间位置着火停靠在区间,火源功率分别为5、7.5、10 MW,需启动纵向通风排烟系统,组织人员向上风向疏散。火源功率为5 MW,纵向通风风速为2.0 m/s时,150~180 s 开始通风可保证人员安全疏散;火源功率为7.5、10 MW,纵向通风风速分别为2.4、2.6 m/s 时,120~180 s 开始通风可保证人员安全疏散。风机由静止转换为事故工况的通风临界时间为120 s,由运转转换为事故工况的通风临界时间为90 s。     

车辆阻塞效应下公路隧道火灾临界风速

以公路隧道为研究对象,建立全尺寸隧道模型,通过FDS数值模拟方法对5、10、15、20、25、30 MW火灾规模及火灾上游4种车辆类型的阻塞下公路隧道火灾纵向通风临界风速进行研究,并将试验模拟得到数据与已有缩尺寸隧道火灾试验数据进行对比分析。结果表明:各阻塞情况下,临界风速的变化趋势基本一致,都随着火灾规模的增大而呈上升趋势;但同一火灾规模下,车辆占据阻塞比越大其临界风速减小比例就越大。给出阻塞情况下公路隧道纵向通风临界风速参考值。     

隧道火灾拥塞状况下纵向临界风速研究

采用小尺寸实验和数值模拟方法,通过改变阻塞车辆的横截面积和阻塞车辆数量、研究阻塞比和阻塞长度对临界风速U_c的影响。结果表明:U_c随阻塞比增大呈显著下降趋势,两者存在一定的线性关系,且U_c的减小率大致与阻塞比相同;U_c随阻塞长度增加呈上升趋势,且临界风速增大程度随着阻塞车辆长宽比增大而减小,当阻塞车辆长宽比增加至一定值时,临界风速几乎不变。结合实验和数值模拟结果,提出考虑阻塞比和阻塞长度的临界风速计算公式。     

基于数值模拟的隧道火灾临界风速分析

文章基于CFD软件FLUENT,对某直线隧道进行数值模拟,研究了长度为300 m的直线隧道在火灾下的临界风速和烟气流动。采用RNG k-ε湍流模型进行数值模拟,结果当隧道内发生规模约为5 MW火灾时,火灾烟气控制的临界风速为2.3 m/s。当风速低于临界风速时,隧道内会出现烟气回流,不利于人员逃生。火灾下游靠近火源的断面烟气紊乱,距离断面较远的断面则具有较好的分层性。     

火灾时区间隧道断面风速分布试验研究

在区间隧道断面气流速度按照对数规律分布的基础上,提出区间隧道断面排烟气流速度分布公式。利用等环面法布置测点,通过现场防排烟试验获得断面流速分布的基础数据;经现场试验,两个区间断面的平均流速分别为4.04m/s和4.07m/s,均符合GB 50157-2013《地铁设计规范》的要求;验证了前面提出的分布公式的合理性与适用性,并对圆形区间隧道断面流速分布规律进行总结。     

火源尺寸对地铁隧道火灾临界风速的影响

以地铁区间隧道为研究对象,考虑有无列车两种情况,采用火灾动力学模拟软件FDS 5.5.3对不同火源尺寸条件下控制地铁隧道火灾烟气不向上游蔓延的临界风速进行数值模拟。结果表明:火源功率一定时,有无列车情况下火源高度、长度及宽度均对临界风速产生影响。无列车时,临界风速随着火源高度、长度、宽度的增加逐渐减小;有列车时,临界风速随着火源高度、宽度的增加先增大后减小,随着火源长度的增大而递减。     

单洞双线隧道火灾疏散时临界风速实验研究

以青岛崂山隧道为研究对象,搭建中尺寸单洞双线隧道实验平台,研究了列车发生火灾时,不同纵向风速对烟气扩散和人员疏散的影响。实验结果表明,单洞双线隧道发生火灾时,火源上方隧道顶棚区域附近温度最高并向两侧呈递减分布;垂直方向,火源两侧的烟气温度从上至下呈递减分布;在隧道发生火灾时能实现列车人员安全疏散的临界纵向风速为3 m/s。     

地铁长区间隧道火灾工况风速实测情况分析

检验隧道通风系统功能有效性的重要标准就是对区间风速进行实测,而且实测数值应满足相关标准、 规范的要求.结合某地区地铁开通运营前消防验收对地下区间火灾工况风速的实测情况,对长大区间实测风速结果进行了介绍及分析,总结了实测时需注意的事项,并分析了影响测试结果的重要因素,以期为后续线路区间风速的测试提供一些指导.     

隧道火灾临界风速的理论计算与数值模拟

对比分析了国内外的相关文献资料,数值模拟了不同风速下火灾烟气的扩散情况,根据不同风速下烟雾的回流距离确定临界风速,对其取值提出了建议.     

列车阻塞效应下铁路隧道火灾临界风速研究

针对现有临界风速研究较少考虑隧道内阻塞物或仅讨论隧道内存在小阻塞物的情况,以某一铁路隧道为研究对象,构建铁路隧道列车火灾数值计算模型,分析列车阻塞对铁路隧道临界风速的影响。研究结果表明：无阻塞情况下,本文数值模拟结果与Li模型的吻合度较高;随着阻塞比增加,临界风速呈下降趋势。基于模拟数据分析,修正了临界风速下降率ε和隧道阻塞比φ的对应关系,得到隧道列车火灾临界风速理论模型,并利用已有的隧道火灾实验数据及CFD模拟结果验证了模型的可靠性。     

火灾时隧道截面高宽比对临界风速的影响研究

基于WU和LEE等人的隧道火灾实验数据,引入隧道截面高宽比的概念,定义特征火源直径,重新分析提出新的隧道火灾临界风速计算公式模型。并进一步结合已有小尺寸隧道火灾实验及Runehamar隧道全尺寸火灾实验结果,验证模型的适用性。研究结果可为隧道火灾临界风速的计算提供参考。     

含渐缩段卜形分岔合流隧道火灾临界风速研究

为探究“卜”形分岔隧道这一特殊隧道结构对隧道火灾临界风速的影响,运用FDS构建了主路渐缩分岔隧道、主路等宽分岔隧道与直线隧道3种结构的缩尺寸隧道模型,通过数值模拟分析隧道渐缩结构与分岔角度对火灾临界风速的影响。研究表明,对于主路渐缩的分岔隧道,当火源所在位置的局部隧道宽度减小时,所需的临界风量变小。而火源位置确定时,隧道的渐缩结构、分岔角度和分岔结构对临界风速的影响不明显,并提出一种适用于隧道工程渐缩段任意火源位置临界风量的计算公式。对于主路位置的火灾,提出无量纲临界风速与无量纲热释放速率的关系式,与前人直线隧道的变化规律相似,而较高的隧道高度导致临界风速的转折点较大。     

公路隧道火灾中不同车辆对临界风速影响的模拟研究

通过模拟公路隧道发生火灾时烟气蔓延过程,对比不同车辆型号、车辆间距、火源功率等条件下对临界风速的影响。具体阐述了公路隧道火灾模型的建立,对不同工况进行模拟,并对模拟结果进行分析。     

水平弧形公路隧道临界风速研究

采用FDS建立弧形隧道火灾模型,对模型进行模拟计算,结合Wu&Bakar的临界风速预测模型和计算观测数据,应用MATLAB拟合工具箱建立弧形隧道的临界风速模型。利用该模型预测重庆市某公路隧道在发生火灾情况下的临界风速,将预测结果与Wu&Bakar模型和FDS的预测结果进行对比,结果表明,该模型比Wu&Bakar模型更加接近数值模拟的结果。     

地铁长区间隧道火灾双点排烟烟气分布特性

基于1∶20缩尺模型隧道,设置4种风口尺寸、3种火源热释放速率,改变排烟量,设计33个工况研究地铁长区间隧道火灾双点排烟的顶部烟气温度分布特性与烟气流动特性。实验发现,地铁长区间隧道火灾顶部烟气温度随着与火源之间的距离的增大而减小,在排烟风口处烟气温度突然下降;烟气温度随着火源热释放率的增大而增大,排烟口尺寸和排烟体积流量对隧道顶部烟气温度的影响不大。火灾中,应将烟气控制在火源段,保证非火源段烟气排净。