煙囪效應(yīng)下隧道火災(zāi)中頂棚射流火焰發(fā)展特性研究.pdf

1、當(dāng)城市交通隧道發(fā)生火災(zāi)后，由于其自身結(jié)構(gòu)特點，火災(zāi)產(chǎn)生的大量熱量和煙氣難以排出，通過設(shè)置自然排煙豎井和機(jī)械排煙設(shè)備能夠有效的解決了這一問題?；馂?zāi)在隧道中發(fā)生的位置和高度具有隨機(jī)性和不確定性，當(dāng)車輛行駛至排煙豎井附近且起火高度較高時，火災(zāi)能夠在較短的時間內(nèi)到達(dá)隧道頂棚形成頂棚射流火焰，隨著火災(zāi)發(fā)展，頂棚射流火焰蔓延至排煙豎井形成豎井射流火焰。頂棚射流火焰和豎井射流火焰均能對隧道結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重破壞，給火災(zāi)救援工作和人員疏散帶來阻礙。因此，對隧

2、道火災(zāi)中頂棚射流火焰和豎井射流火焰展開研究具有重要的意義。
　　本文根據(jù)相似性準(zhǔn)則搭建1:10小尺寸實驗臺，對隧道火災(zāi)中頂棚射流火焰和豎井射流火焰發(fā)展特性進(jìn)行了研究。在頂棚射流火焰發(fā)展特性研究方面，結(jié)果表明：煙囪效應(yīng)下隧道火災(zāi)燃燒過程可分為頂棚射流火焰階段、豎井射流火焰發(fā)展階段和豎井射流火焰穩(wěn)定燃燒階段，豎井射流火焰發(fā)展階段火災(zāi)質(zhì)量燃燒速率持續(xù)增加，其他兩個階段火災(zāi)質(zhì)量燃燒速率可近似認(rèn)為不變；煙囪效應(yīng)可使火源功率增大到對照實驗組的

3、2-3.3倍。無豎井時和有豎井（隧道內(nèi)無豎井側(cè)）時頂棚射流火焰蔓延總長度均正比于無量綱火源功率的五分之二次方，其系數(shù)分別為1.04和0.97。受豎井煙囪效應(yīng)影響，隧道頂棚下方溫度低于對照實驗組且在豎井入口處的下游方向上出現(xiàn)了突降；隧道頂棚下方火焰區(qū)最高溫升位置向豎井側(cè)偏移且隨無量綱火源距豎井距離的減小和無量綱豎井高度的增加而線性減小。
　　針對豎井射流火焰發(fā)展特性研究，結(jié)果表明：豎井射流火焰燃燒形態(tài)可分為熱浮力作用下的自由擴(kuò)散燃燒