煙囪效應下隧道火災中頂棚射流火焰發(fā)展特性研究.pdf

1、當城市交通隧道發(fā)生火災后，由于其自身結構特點，火災產(chǎn)生的大量熱量和煙氣難以排出，通過設置自然排煙豎井和機械排煙設備能夠有效的解決了這一問題。火災在隧道中發(fā)生的位置和高度具有隨機性和不確定性，當車輛行駛至排煙豎井附近且起火高度較高時，火災能夠在較短的時間內到達隧道頂棚形成頂棚射流火焰，隨著火災發(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構造成嚴重破壞，給火災救援工作和人員疏散帶來阻礙。因此，對隧

2、道火災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)相似性準則搭建1:10小尺寸實驗臺，對隧道火災中頂棚射流火焰和豎井射流火焰發(fā)展特性進行了研究。在頂棚射流火焰發(fā)展特性研究方面，結果表明：煙囪效應下隧道火災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)展階段火災質量燃燒速率持續(xù)增加，其他兩個階段火災質量燃燒速率可近似認為不變；煙囪效應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（隧道內無豎井側）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散燃燒