【摘要】：地鐵區(qū)間隧道煙氣控制系統(tǒng)是火災(zāi)時(shí)保障人員安全疏散的必要措施,區(qū)間隧道內(nèi)縱向通風(fēng)系統(tǒng)通常由車站端隧道風(fēng)機(jī)和隧道中部布置的射流風(fēng)機(jī)組成。目前,對(duì)區(qū)間隧道縱向通風(fēng)的研究主要集中在車站端隧道風(fēng)機(jī)形成的縱向風(fēng)速對(duì)煙流的影響,對(duì)于隧道中部布置的射流風(fēng)機(jī)對(duì)煙流的影響研究較少。由于射流風(fēng)機(jī)出口射流在發(fā)展過(guò)程中獨(dú)特的流場(chǎng)分布特性,射流風(fēng)機(jī)與火源的相對(duì)位置不同,隧道內(nèi)煙流的溫度分布規(guī)律不同。因而需要開展區(qū)間隧道內(nèi)射流風(fēng)機(jī)與火源的相對(duì)位置對(duì)煙氣溫度分布規(guī)律的影響,以及不同射流出口風(fēng)速、不同火源功率時(shí)隧道內(nèi)煙氣溫度分布規(guī)律的研究,其研究成果對(duì)于指導(dǎo)區(qū)間隧道縱向通風(fēng)系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。課題組以重慶軌道交通6號(hào)線某區(qū)段隧道為原型,采用Froude準(zhǔn)則搭建比例為1:15的小尺寸模型實(shí)驗(yàn)臺(tái),模型隧道高0.48m、寬0.32m、長(zhǎng)13m,并通過(guò)CFX軟件以ANSYS ICEM 17.1建立全尺寸模型隧道開展數(shù)值模擬計(jì)算。采用小尺寸實(shí)驗(yàn)和CFX數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,研究火源與射流風(fēng)機(jī)的間距、火源功率、射流風(fēng)機(jī)出口風(fēng)速對(duì)區(qū)間隧道煙氣溫度分布的影響。設(shè)計(jì)了射流風(fēng)機(jī)與火源間距為5m和3m,火源功率分別為2.92kW、4.31 kW和5.79 kW,射流出口風(fēng)速在4-12m/s之間取5組速度的小尺寸實(shí)驗(yàn)方案。通過(guò)小尺寸實(shí)驗(yàn),獲得了火源上、下游的隧道頂部溫度衰減系數(shù);引入火源上游溫度衰減修正系數(shù),提出了適用于火源位于射流風(fēng)速分布均勻的區(qū)域時(shí),火源上游隧道頂部溫度衰減模型。CFX數(shù)值模擬設(shè)計(jì)了五組射流風(fēng)機(jī)與火源間距的模擬方案,數(shù)值模擬方案中設(shè)定車站端隧道風(fēng)機(jī)的縱向風(fēng)速為2m/s。數(shù)值模擬驗(yàn)證了小尺寸實(shí)驗(yàn)所提出的火源上游隧道頂部溫度衰減模型,并研究了火源位于射流風(fēng)速分布不均勻的區(qū)域時(shí)的隧道頂部溫度分布特征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)火源距離射流風(fēng)機(jī)較近時(shí),煙氣主要聚集在隧道下部,對(duì)火源下游的人員疏散不利。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U458.1
【圖文】：

圖 1.1 射流通風(fēng)系統(tǒng)的單元流動(dòng)模式Fig. 1.1 Unit flow pattern of jet fan ventilation system射流擴(kuò)散段是由風(fēng)機(jī)射流出口至射流擴(kuò)散到整個(gè)隧道斷面達(dá)到氣流速度的距離，氣流速度在該區(qū)段內(nèi)為非均勻分布。經(jīng)過(guò)射流擴(kuò)散段后，隧道內(nèi)速度逐漸趨于穩(wěn)定，這段壓力和速度比較穩(wěn)定的距離稱為壓力通風(fēng)段。其流風(fēng)機(jī)吸入段，由于射流風(fēng)機(jī)的作用，氣體速度增大，動(dòng)壓升高，靜壓值降風(fēng)機(jī)的增壓，氣流進(jìn)入第二臺(tái)風(fēng)機(jī)的射流擴(kuò)散段，完成了整個(gè)射流循環(huán)目前區(qū)間隧道內(nèi)的縱向通風(fēng)系統(tǒng)在火災(zāi)煙氣控制上主要用于以下兩個(gè)方）在隧道火災(zāi)中產(chǎn)生大于臨界風(fēng)速的縱向風(fēng)速，來(lái)阻止煙氣向火源上游逆證火源上游人員的安全疏散。（２）通過(guò)多臺(tái)射流風(fēng)機(jī)串聯(lián)安裝進(jìn)行“接，將隧道內(nèi)煙氣稀釋并排出隧道，防止煙氣長(zhǎng)時(shí)間聚集在隧道內(nèi)，達(dá)到對(duì)的保護(hù)和人員安全的保障。前人對(duì)于隧道火災(zāi)縱向通風(fēng)進(jìn)行了大量的研究容主要涉及火災(zāi)煙氣的流動(dòng)特性、煙氣溫度分布規(guī)律、臨界風(fēng)速、逆流長(zhǎng)些研究均是基于風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的縱向風(fēng)速在隧道斷面上分布均勻、風(fēng)速穩(wěn)

2 隧道火災(zāi)溫度衰減模型的理論分析2 隧道火災(zāi)溫度衰減模型的理論分析隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，火源上方的空氣溫度升高，受浮力的影響向隧道卷吸周圍的冷空氣，形成煙羽流。煙羽流上升到一定高度撞擊頂棚，向蔓延；由于隧道側(cè)壁對(duì)煙氣的限制，煙氣的流動(dòng)很快轉(zhuǎn)變?yōu)檠刂磉\(yùn)動(dòng)過(guò)程。因此，隧道內(nèi)煙氣的蔓延可以分為四個(gè)階段[30, 52, 53]：煙羽流上升和撞擊頂棚階段；：徑向擴(kuò)散階段；I：徑向擴(kuò)散的煙氣遇到隧道側(cè)墻阻擋后向縱向蔓延的轉(zhuǎn)化階段；：徑向蔓延階段。如圖 2.1 所示：

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2726066