水下隧道火灾烟气蔓延与控制研究.docxVIP

水下隧道火灾烟气蔓延与控制研究 水下隧道较普通隧道具有更加复杂的结构、 更少的出入口及更强的封闭性 , 位置也具有特殊性 , 决定了其火灾危害更加巨大、 疏散救援工作更加困难 , 因此进行水下隧道火灾烟气控制研究对隧道火灾安全具有重要意义。基于水下隧道离岸水平区段 , 从临界风速与烟气逆流长度这两大隧道通风防灾关键参数着手 , 在火源位于隧道纵向中央情况下 , 通过理论分析、数值模拟方法对火灾烟气蔓延与控制问题进行 了研究。主要研究工作及成果如下 :(1) 提出了考虑隧道长度的计算模型。通过理论研究及无量纲分析 , 并结合数值模拟结果 , 发现临界风速随隧道长度增加而增长 , 但增长速率据火源热释放速率 Q大小有所区 : 各因素在无量纲状态情况下 , 若 Q~*低于或等于 0.15, 所需的临界纵向送风风速与隧道长度的 1/41 次方成线性关系 , 反之 (Q~*高于 0.15), 临界纵向送风风速与隧道长度的 1/25 次方成线性关系。 (2) 在在侧部点式排烟方式下 ( 存在纵向送风 ), 分析数值模拟结果发现 , 侧部排烟口在火源下游时 , 排烟口的设置高度为 7m、排烟风量为140m~3、排烟口面积为 3m~2时所产生的排烟效果较好。为更好的进 行烟气控制 , 侧部排烟口设置高度应尽可能高、面积尽量有所控制、 排烟风量宜经计算确定并确保安全冗余 , 必要时提供纵向风流以加强 控制效果。 (3) 建立了烟气逆流长度预测公式。在侧部点式排烟方式 ( 存在纵向送风 ), 通过量纲分析及数值模拟 , 发现了下游侧部点式排烟对烟气向上游的蔓延 ( 其蔓延长度为 L) 具有抑制作用 :L 随 Q增加出现上升趋势 , 但当 Q~*超过 0.15 时趋于稳定 ;L 在排烟口距火源距离 d~*( 无量纲状态 ) 超过 2.7 时趋于稳定 , 但在 d~*低于 2.7 时的表现与Q类似 , 但影响程度更弱 ;L 随隧道纵向风速上升而逐步变短 , 且效果极为显著 ; 烟 L 随排烟口排烟风量增大逐步变短 , 但相较于纵向送风风速与火源热释放速率 , 其影响程度很弱。预测公式与数值模拟结果 吻合良好 , 相同情况下其效果弱于顶部集中排烟。