隧道火灾烟流性态的模型试验分析

通过对隧道火灾模型试验,研究隧道发生火灾时烟流性态,着重对隧道内的烟流扩散规律、烟流逆流层的长度、逆流速度、逆流层厚度进行了试验数据的分析.对隧道防火灾设计有一定的参考价值.     

隧道火灾研究现状与展望

隧道火灾往往会造成严重的人员伤亡和巨大的社会影响及经济损失,是威胁隧道运营安全的主要灾害之一。本文指出了隧道火灾的诱因、频率及其特点,介绍了隧道火灾的主要研究方法及研究内容,并重点介绍了隧道火灾的两个主要影响因素——火源释热率和临界风速,最后提出了今后有待研究的内容。     

秦岭终南山隧道火灾工况下的通风模拟

根据秦岭终南山特长公路隧道的实际情况确定了火灾的规模,选用火灾模拟软件FDS对隧道火灾工况下的通风进行了模拟,得出了隧道内在不同时刻、不同截面位置的烟流特性参数,根据烟气锋面到达不同位置横截面的时间的不同,计算出了烟气在隧道内的水平蔓延速度。     

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.     

铁路隧道火灾的试验研究

铁路隧道火灾的试验研究铁道部科学研究院西南分院涂文轩一、引言铁路隧道是铁路运输的咽喉要道，其长高比很大（特别是长大隧道），构成狭长的地下有限空间，列车一旦在隧道内发生火灾，将产生大量的有毒烟雾和热烟气，对人的生命和隧道造成极大的威胁，同时也将严重影响...     

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。     

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。     

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.     

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。     

隧道火灾烟气运动的数值模拟

对不同入口风速和隧道高宽比情况下隧道内的烟气运动进行模拟,分析隧道内的烟气分布情况.结果表明:随着入口风速的增大,隧道内整体的烟气浓度会逐渐降低.入口风速过大,加强了气流的湍流程度,使烟气层较早降至路面,隧道断面提前充满烟气,使火源附近近地面处的烟气浓度过高.当入口风速较小时,火源上部的部分烟气会逆着风向流动,产生回流现象,所研究工况下烟气不发生回流的临界入口风速为2.2 m/s左右.横截面积相同的情况下,隧道高宽比越小,烟气上升高度越高,隧道下部烟气量越少,利于救援和人员疏散.     

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.     

防火分隔及排烟措施对综合管廊电缆火灾烟气蔓延的影响

以某综合管廊为研究背景,利用PyroSim模拟软件建立的仿真计算模型,研究了设立挡烟垂壁、改变防火门开启程度、增设排烟设施等情况下的烟气蔓延规律.研究发现:在烟气未充满管廊时,挡烟垂壁会使烟气蔓延速度降低,烟气蔓延速度与挡烟垂壁高度成反比;防火门打开会使火灾烟气蔓延至相邻防火分区,烟气蔓延速率与防火门开启程度成正相关;...     

地铁区间隧道火灾通风模式的数值分析

介绍了地铁区间隧道火灾常见的几种通风排烟模式,对其中一种最复杂的模式进行了数值分析。模拟分析得出,对于地铁实际工程中的单线盾构圆形隧道,在10 MW火灾强度下,着火区间隧道内2.6~2.9 m/s左右的纵向风速可以有效阻止烟气发生逆流;在着火区间隧道2.9 m/s的纵向风速下,未着火区间隧道两端对送送风速度为1~1.5 m/s时,联络通道内有风速为6 m/s左右的气流流向着火区间隧道,可有效抑制烟气通过联络通道向未着火区间隧道蔓延,保证人员的安全疏散。     

列车着火后停留在隧道内的火焰烟气逆流临界风速

防止烟气逆流的临界风速是隧道火灾通风排烟系统设计的主要指标。国内外对纯烟气逆流的临界风速研究较多,对阻塞明显且夹带火焰的烟气逆流问题研究得则很少。通过模型试验和数值模拟,对列车着火阻塞在隧道内形成的夹带火焰的烟气逆流及其临界风速进行分析。考虑列车对隧道的阻塞比和火焰热辐射作用的影响,利用能量方程推导出计算临界风速的新公式,并与Oka-Atkinson公式、Wu-Bakar公式等计算纯烟气逆流的临界风速公式进行比较。结果表明新公式更适用于夹带火焰的烟气逆流的情况。同时还发现,列车中部着火和头部着火情况下的临界风速相近,但与列车尾部着火的临界风速不同;隧道内有列车着火和隧道内着火但无列车情况下的临界风速也有所不同。     

电缆火灾烟雾生成特性及声波团聚消烟的实验研究

由于城市建设的需要,越来越多的城市采用地下电缆隧道输送电力,隧道火灾事故严重威胁城市安全与电力输送.电缆火灾生成的烟雾是妨碍消防人员施救过程的重要因素,现有的烟雾控制方法主要从隧道的通风角度出发,考虑如何快速将烟雾排出隧道,主要包括自然排烟与机械排烟2大类,均存在一定的局限性.声波团聚技术是一种利用高强声场快速消除气溶...     

坡度对施工中隧道火灾烟气流动性影响分析

针对不同坡度下施工中的隧道发生火灾情形,利用临界性的温度与能见度作为判据,对一长300m施工中的隧道进行火灾数值模拟.设置场景为盾构机起火,隧道采用压入式供风,获得了不同隧道坡度情况下不同测点处火场温度与烟气浓度的变化及到达临界状态的时间,分析火场温度与烟气浓度分布随坡度的变化规律.     

高海拔隧道全尺寸火灾烟气及温度场特征试验研究

通过对海拔为4100m的高海拔隧道进行全尺寸火灾试验,揭示高海拔隧道火灾烟气下沉及温度场变化特征。试验采用三种不同尺寸火源(0.8m2、1.0m2、2.0m2),对隧道火灾烟气蔓延特征、火区最高温度、隧道拱顶纵向温度分布进行研究。试验研究结果表明：隧道火灾试验初期及燃烧稳定阶段,火源附近隧道上层烟气与下层冷空气分界明显,火灾后期烟气下沉严重;较小风速有利于高海拔隧道小规模火灾烟气逆流层纵向和垂向蔓延的控制。隧道火灾温度场研究表明：隧道火灾温升速率随火源热释放率增大而增加;火源附近20m范围内温度衰减速率较快,远火源区域隧道拱顶纵向温度衰减较慢,趋于平缓;通过对火源上方拱顶烟气温度分析,发现隧道火灾探测采用差温报警模式较定温报警模式更加有效,并得出10℃/min的温升速率可基本满足高海拔隧道小规模火灾的初期报警;隧道拱顶纵向温度分布规律导致火源远场烟气下沉严重而近火源区域烟气层化较好的特征。高海拔隧道火灾温度分布特性试验研究,可为高海拔隧道火灾动力特性研究提供依据,为高海拔隧道人员疏散逃生提供指导及建议。     

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.     

排烟口附加组合挡板对隧道火灾排烟效果的模拟研究

建立单孔隧道模型,采用FDS 数值模拟分析不同高度的组合挡板对隧道机械排烟的影响。结果表明,相较于普通排烟口,安装组合挡板可以有效提高隧道机械排烟效率,改善排烟口处气体压力场的分布状态,减小垂直方向的排烟风速,加大水平方向的排烟风速,从而降低吸穿现象发生概率。经模拟验证,发现组合挡板高度是影响吸穿现象发生的重要因素,组合挡板会使排烟口前方烟层厚度变小,当烟层厚度小于挡板高度时就会发生吸穿现象。通过比较挡板高度分别为50、65、80、95、110 cm 几种情况的模拟效果,发现H=50 cm 工况排烟口处的烟气浓度最高,单位时间排烟量最大,排烟效果最好。