縱向風(fēng)作用下城市隧道火災(zāi)煙氣分岔流動(dòng)特性研究.pdf

1、當(dāng)城市隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)后，其狹長(zhǎng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為救援工作的開(kāi)展帶來(lái)一定的阻礙，火災(zāi)產(chǎn)生的煙氣和熱量大大影響了救援的速度，容易造成大量的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，因此對(duì)城市隧道內(nèi)火災(zāi)煙氣流動(dòng)的研究非常重要，可以有效指導(dǎo)隧道的滅火和人員疏散，對(duì)隧道內(nèi)防排煙設(shè)計(jì)也具有很大的指導(dǎo)意義。
　　本文采用FDS大渦模擬方法和1/10小尺寸實(shí)驗(yàn)對(duì)縱向風(fēng)下隧道火災(zāi)煙氣分岔流動(dòng)現(xiàn)象進(jìn)行研究，研究表明隨著縱向風(fēng)速的增大，隧道火災(zāi)煙氣流動(dòng)匯聚區(qū)逐漸遠(yuǎn)離羽流撞擊區(qū)，出

2、現(xiàn)分岔流動(dòng)，隧道頂棚形成一個(gè)幾乎無(wú)煙氣存在的中心低溫區(qū)，研究還揭示了煙氣分岔流動(dòng)的產(chǎn)生是由煙氣浮力和縱向風(fēng)慣性力所決定的。另外，在通過(guò)數(shù)值模擬研究火源位置對(duì)煙氣流動(dòng)情況影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，隨著火源逐漸靠近側(cè)壁，煙氣流動(dòng)由對(duì)稱(chēng)分岔流動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)椴粚?duì)稱(chēng)分岔流動(dòng)，最后向兩側(cè)流動(dòng)的煙氣逐漸匯聚呈“S”型流動(dòng)。
　　本文研究發(fā)現(xiàn)，煙氣分岔流動(dòng)臨界風(fēng)速即羽流撞擊區(qū)上游煙氣逆流完全消失時(shí)的最小風(fēng)速。利用FDS模擬計(jì)算改變火源熱釋放速率和隧道高度時(shí)的分岔流動(dòng)

3、臨界風(fēng)速，得出煙氣分岔流動(dòng)臨界風(fēng)速與無(wú)量綱火源熱釋放速率的1/3次方成正比，是煙氣逆流臨界風(fēng)速的1.48倍，建立煙氣分岔流動(dòng)臨界風(fēng)速預(yù)測(cè)模型，并通過(guò)一系列小尺寸實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該模型的可行性。
　　最后本文通過(guò)數(shù)值模擬對(duì)縱向風(fēng)下不同位置處豎井排煙進(jìn)行研究和比較。研究表明，煙囪效應(yīng)和邊界層分離現(xiàn)象影響豎井的排煙效果，縱向風(fēng)速較小時(shí)（＜1m/s），煙囪效應(yīng)引起的吸穿現(xiàn)象導(dǎo)致豎井排煙能力較差，隨著風(fēng)速的增大，吸穿現(xiàn)象消失，豎井排煙能力增強(qiáng)，當(dāng)風(fēng)