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1、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
2、放速率 Q大小有所区别 : 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140m3、排烟口面积为 3m2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)
3、 建立了烟气逆流长度预测公式。在侧部点式排烟方式下 ( 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。