煙囪效應作用下隧道火災發(fā)展特性研究.pdf

1、隨著人們對交通便利性越來越高的要求，隧道成為了緩解交通壓力，縮短通行里程的有效方式之一。但是，近年來頻繁發(fā)生的隧道火災警示人們，如果不有效控制隧道內(nèi)火災的發(fā)展，將造成巨大的財產(chǎn)損失和人員傷亡。隧道狹長的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和空間密閉性導致火災發(fā)生后大量有毒高溫氣體聚積在隧道內(nèi)，對后期救援工作帶來一定困難。因此，研究隧道火災發(fā)展特性和防排煙效果具有重要意義。
　　本文根據(jù)相似原理建立了1：10小尺寸實驗臺，研究豎井對隧道火災發(fā)展特性的影響，主要

2、包括火源功率、頂棚下最高溫度和煙氣縱向溫度分布。分別建立了無量綱火源功率、無量綱頂棚下最高溫度隨火源與豎井距離、豎井高度變化的預測模型。研究結(jié)果表明，無量綱火源功率隨著火源距豎井距離的增大呈指數(shù)衰減。豎井對火源功率的影響可以分為兩個區(qū)域：Ⅰ區(qū)為近豎井區(qū)；Ⅱ區(qū)為遠豎井區(qū)。Ⅰ區(qū)的大小隨豎井高度呈線性增長，符合公式**S?3.03?1.5H。在Ⅰ區(qū)：無量綱火源功率、無量綱頂棚下最高溫度隨豎井高度增加呈線性增長且斜率較大，當S*?1時，火源功率

3、是無豎井工況的1.35倍。在Ⅱ區(qū)：無量綱火源功率、無量綱頂棚下最高溫度隨豎井高度增加變化不大。豎井的煙囪效應對隧道內(nèi)煙氣縱向分布有降溫作用，下游煙氣的溫度降與S*符合指數(shù)衰減關(guān)系。
　　通過變化豎井高度和火源距豎井距離，研究了豎井的排煙效果。結(jié)果表明，隨著遠離火源，到達豎井附近的煙氣水平慣性力逐漸減小，導致豎井排出的煙氣質(zhì)量流率線性減小。豎井較低時，煙氣受到的煙囪效應相對較小，熱煙氣主要在水平慣性力作用下從豎井口下游排出，排煙效率