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地铁区间隧道事故工况射流通风的研究
| 论文题名： | 地铁区间隧道事故工况射流通风的研究 |
| 关键词： | 地铁区间隧道;射流通风;事故工况;火灾排烟;壁龛安装尺寸;数值模拟 |
| 摘要： | 地铁是现代城市交通系统中非常重要的组成部分,对缓解大城市的交通拥堵问题有重要意义。地铁车站及地铁列车人流密集度大,一旦发生阻塞或火灾事故,会对人员的生命财产造成极大威胁。射流通风是解决这一问题的重要方法。因此,对地铁区间隧道事故通风进行深入的研究,具有极大的现实意义和实用价值。 本文以地铁区间隧道为研究对象,通过对物理模型的详细描述,以区间隧道实际尺寸为基础,建立了数值计算模型。用Fluent软件对隧道射流通风效果、列车阻塞工况最佳通风速度、列车中部火灾排烟及壁龛安装尺寸对射流风机升压力的影响进行了计算,并以计算结果为基础对其进行了分析。 首先,通过现场实测对数值计算的准确性进行验证。现场实测针对深圳地铁三号线,实测结果与模拟结果的对比显示二者具有很好的一致性,说明采用数值方法对地铁区间隧道进行研究是可行的、结果是可靠的。 其次,采用本文所建的计算模型对地铁列车在区间隧道阻塞工况最佳通风速度进行了计算。计算原型为重庆市地铁三号线,根据车辆外形、隧道尺寸及重庆的气象条件设置边界条件。通过模拟计算可知,当机械通风时,隧道内空气温度随送风速度的增大而降低。针对重庆,采用2.21m/s的机械通风风速即可将隧道内温度降低至地铁设计规范规定的列车顶部最不利点的最高温度限值以下,保证列车冷凝器的正常工作。 同时,对地铁列车中部火灾的排烟进行了分析。计算模型仍然为重庆市地铁三号线。火源设置在列车中部,强度为10MW,发生火灾时列车位于隧道中部,隧道两端为出口。根据车辆外形、隧道尺寸及重庆的气象条件设置边界条件。通过模拟计算可知,针对重庆地区,当机械排烟风速为6.5m/s时,CO有毒气体的浓度和烟气的温度均没有达到对人体造成直接危害的程度。采用该通风流速,不仅有效的控制了烟气回流、保证了火灾烟气上游乘客的安全疏散,还减少了火灾烟气下游的乘客受高温烟气和CO有毒气体直接危害的程度,减少不必要的伤亡。 最后,分析了壁龛安装尺寸对射流风机升压效果的影响。对不同的壁龛角度(θ=30°、40°、50°)、壁龛深度(a=1m、1.2m、1.5m)、壁龛段长度(b=7m、9m、11m、13m、15m)等因素进行组合,得到45种情况。对所有情况下,有壁龛安装和无壁龛安装时射流风机有效升压力和诱导段长度进行对比分析,不仅得出壁龛安装尺寸对射流风机升压效果的影响,而且得出兼顾使射流风机获得最大升压力和壁龛开挖量取得最小值的设计方案,尽可能的降低工程造价。 |
| 作者： | 屈永强 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 肖益民 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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