本文關(guān)鍵詞：半橫向通風(fēng)隧道火災(zāi)非排煙區(qū)最高溫度模型與排煙特性研究

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【摘要】：隨著交通事業(yè)的發(fā)展,近年來(lái),隧道火災(zāi)事故頻頻發(fā)生,而且常因得不到有效的控制,造成隧道內(nèi)人身財(cái)產(chǎn)安全重大損失。據(jù)統(tǒng)計(jì)表明隧道火災(zāi)中造成人員傷亡的主要因素是不完全燃燒產(chǎn)生的有毒煙氣。因此,本文在充分調(diào)研國(guó)內(nèi)外通風(fēng)排煙系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)基礎(chǔ)上,針對(duì)半橫向通風(fēng)系統(tǒng)在隧道火災(zāi)通風(fēng)排煙中的特點(diǎn),采用理論分析與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法對(duì)半橫向通風(fēng)隧道溫度分布與排煙特性進(jìn)行模擬研究。半橫向通風(fēng)系統(tǒng)中排煙速率是抑制煙氣蔓延的重要參數(shù)。本文運(yùn)用數(shù)值模擬方法相結(jié)合的方法研究不同排煙速率下隧道火災(zāi)拱頂最高溫度分布規(guī)律。結(jié)果表明無(wú)排煙時(shí)隧道拱頂溫度分布可分為兩個(gè)區(qū)域:火源頂部附近高溫區(qū)域與距離火源一定距離后煙氣溫度緩慢衰減的一維自由蔓延區(qū)域,并結(jié)合以往研究分析以及模擬結(jié)果得到無(wú)排煙時(shí)隧道內(nèi)拱頂溫度衰減公式。煙氣蔓延距離隨排煙速率變化可分為三個(gè)階段:排熱階段、煙氣回流抑制階段以及完全排煙階段。針對(duì)排煙口后方的人員逃生區(qū)域,結(jié)合模擬結(jié)果與無(wú)量綱分析提出了與火源功率、排煙速率相關(guān)的最高煙氣溫度預(yù)測(cè)模型。根據(jù)隧道火災(zāi)隨機(jī)性特點(diǎn),研究了不同火源橫向分布時(shí)拱頂最高溫度分布規(guī)律。主要分析了由于隧道壁面的限制作用,而引起的隧道拱頂煙氣最高溫度的變化。同時(shí)研究了半橫向通風(fēng)下排煙口布置對(duì)火災(zāi)煙氣排煙效果的影響,分析了不同火源、排煙口橫向布置下煙氣濃度分布規(guī)律。由于隧道通常具有一定坡度,坡度隧道中火災(zāi)煙氣蔓延規(guī)律在上下坡方向有所不同。本文對(duì)坡度隧道火災(zāi)進(jìn)行大量數(shù)值模擬得到其合理排煙策略,研究了煙氣回流距離與風(fēng)機(jī)排煙熱效率。結(jié)果表明當(dāng)隧道坡度增加至1.5%時(shí)可采用單側(cè)排煙。由于煙囪效應(yīng)的持續(xù)增強(qiáng),坡度增加到3%時(shí),僅靠半橫向通風(fēng)已無(wú)法抑制煙氣回流,應(yīng)采用縱向通風(fēng)與半橫向通風(fēng)相結(jié)合的通風(fēng)方式。以上研究結(jié)果可為隧道火災(zāi)通風(fēng)排煙設(shè)計(jì)以及火災(zāi)救援預(yù)案制定提供一定的指導(dǎo)。
【關(guān)鍵詞】：隧道火災(zāi) 半橫向通風(fēng)系統(tǒng) 數(shù)值模擬 溫度分布 排煙效果
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U458
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 課題背景與意義10-11
• 1.2 隧道通風(fēng)排煙系統(tǒng)11-14
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-17
• 1.4 本文研究目的與內(nèi)容17-18
• 1.5 本章小結(jié)18-19
• 第二章 基于FDS隧道火災(zāi)模擬19-28
• 2.1 數(shù)值模擬方法19-20
• 2.2 FDS數(shù)值模擬方法20-22
• 2.2.1 FDS簡(jiǎn)介20-21
• 2.2.2 FDS控制方程21-22
• 2.3 基于FDS編程建模22-25
• 2.3.1 網(wǎng)格與物理模型建立22
• 2.3.2 湍流燃燒模型22-23
• 2.3.3 邊界條件23-25
• 2.4 FDS模擬可靠性驗(yàn)證25-27
• 2.4.1 網(wǎng)格劃分25
• 2.4.2 FDS隧道火災(zāi)模擬25-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 第三章 非排煙區(qū)拱頂最高溫度模型28-39
• 3.1 理論分析28-29
• 3.1.1 無(wú)排煙隧道煙氣溫度衰減模型研究28-29
• 3.1.2 半橫向通風(fēng)煙氣溫度無(wú)量綱分析29
• 3.2 數(shù)值模擬29-31
• 3.2.1 隧道模型29-30
• 3.2.2 模擬工況30-31
• 3.3 無(wú)排煙時(shí)隧道拱頂煙氣溫度分布31-33
• 3.4 非排煙區(qū)煙氣溫度分布33-35
• 3.5 非排煙區(qū)最高溫度預(yù)測(cè)35-38
• 3.6 本章小結(jié)38-39
• 第四章 火源與排煙口位置對(duì)煙氣溫度分布與排煙效果影響39-50
• 4.1 不同火源位置煙氣最高溫度39-45
• 4.1.1 理論分析39-40
• 4.1.2 數(shù)值模擬40-41
• 4.1.3 拱頂煙氣最高溫度41-44
• 4.1.4 煙氣溫度縱向分布44-45
• 4.2 火源與排煙口橫向分布對(duì)排煙效果的影響45-49
• 4.2.1 數(shù)值模擬45-46
• 4.2.2 火源位置對(duì)排煙效果影響46-48
• 4.2.3 排煙口位置對(duì)排煙效果影響48-49
• 4.3 本章小結(jié)49-50
• 第五章 坡度隧道火災(zāi)通風(fēng)排煙研究50-61
• 5.1 煙囪效應(yīng)50-51
• 5.2 數(shù)值模擬51-52
• 5.2.1 數(shù)值物理模型51
• 5.2.2 邊界條件51
• 5.2.3 模擬工況51-52
• 5.3 結(jié)果與分析52-60
• 5.3.1 無(wú)排煙時(shí)坡度對(duì)隧道火災(zāi)煙氣蔓延影響52-55
• 5.3.2 坡度隧道不同排煙策略煙氣控制效果55-59
• 5.3.3 半橫向坡度隧道風(fēng)機(jī)排煙熱效率研究59-60
• 5.4 本章小結(jié)60-61
• 結(jié)論與展望61-64
• 主要結(jié)論61-62
• 不足與展望62-64
• 參考文獻(xiàn)64-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果70-71
• 致謝71-72
• 附表72

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本文編號(hào)：1029756