縱向通風對隧道火災(zāi)煙氣層結(jié)構(gòu)及豎井排煙的影響機制研究.pdf

1、在我國經(jīng)濟飛速發(fā)展的大環(huán)境下，城市化進程正平穩(wěn)有序地進行，為了降低區(qū)域人口增長帶來的交通壓力，地下空間的開發(fā)使用便成為城市發(fā)展的重要方向。近幾年來，全國各城市修建大量城市公路隧道以及地鐵隧道，為人們的交通出行帶來極大便利。但隨之而來的是，城市中各種隧道存在的火災(zāi)隱患以及已經(jīng)出現(xiàn)的火災(zāi)事故給隧道消防工作的開展帶來了巨大挑戰(zhàn)。在火災(zāi)事故中，因吸入煙氣窒息死亡的人數(shù)比例達到85％，對于隧道火災(zāi)，煙氣運動規(guī)律研究以及高效排煙模式的選擇對降低火災(zāi)

2、事故損失、救援工作的開展具有重要意義。盡管前人已在此方面進行研究，但隧道中縱向風作為一重要邊界條件，在其影響下的煙氣運動規(guī)律，豎井區(qū)域流場、溫度場結(jié)構(gòu)，豎井排煙效率與無通風時有很大不同。
　　因此本文通過進行理論分析，開展小尺寸實驗以及全尺寸模擬實驗，研究在縱向通風影響下的隧道火災(zāi)煙氣熱分層以及不同邊界條件對豎井排煙的作用規(guī)律，主要內(nèi)容為以下幾個方面:
　　1、煙氣熱分層及其判定方法對比。通過開展理論分析以及小尺寸實驗，對隧

3、道火災(zāi)中煙氣在不同風速影響下的熱分層現(xiàn)象及其變化規(guī)律、結(jié)構(gòu)特點進行研究:對于5.73 kW火源，縱向通風風速達到0.0961 m/s時煙氣層穩(wěn)定性開始被破壞，在風速超過0.226 m/s時完全紊亂。隧道火災(zāi)煙氣層界面高度在縱向通風影響下為下降再升高，2.30kW、5.74kW、9.18kW三種火源功率，其風速拐點分別為0.485 m/s、0.629 m/s、0.629 m/s。對不同熱層判定方法結(jié)論進行對比分析:對于N系數(shù)法，建議N取值

4、為30;低風速下可考慮無量綱溫度法;浮力頻率法判定結(jié)果偏低。
　　2、對縱向通風影響下的豎井排煙煙氣卷吸情況進行分析，采用小尺度實驗研究縱向通風對隧道豎井區(qū)域煙氣流場結(jié)構(gòu)以及吸穿現(xiàn)象的影響規(guī)律。對于低高度豎井或縱向通風較大的工況，會出現(xiàn)外界冷空氣自豎井頂部卷吸進入豎井內(nèi)部的現(xiàn)象，影響煙氣排出。在吸穿臨界條件的判定中，無量綱數(shù)Fcritical=1.5在無風條件下尚可適用，但在縱向通風條件下不再適用，而Ri'Fcritical=1.