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重载铁路隧道火灾特征试验及数值模拟研究
| 论文题名： | 重载铁路隧道火灾特征试验及数值模拟研究 |
| 关键词： | 重载铁路隧道;火灾特征;数值模拟;温度场;通风控制 |
| 摘要： | 重载铁路是用于运载大宗散货的总重大、轴重大的列车、货车行驶或行车密度和运量特大的铁路。具有运能大、效率高、运输成本低等优势。近年来受到了世界各国铁路运输的广泛重视，重载铁路的建设取得了快速发展。然而运载大量可燃物品的列车通过隧道时会带来重载铁路隧道内可燃物高密度、大面积分布，且幽闭的隧道内环境复杂，一旦发生火灾事故，往往会给隧道安全运输带来了极大的损害。本文在湖南省自然科学基金重点项目（编号:12JJ2033）资助下，采用模型试验和数值模拟的方法研究了重载铁路隧道火灾特征。 本文主要完成了以下工作: (1)结合重载铁路运输特点，分析了重载铁路隧道内可燃分布特点及火灾危险性，引入隧道通风因子概念，并就三种不同洞口隧道火灾下通风因子进行了理论推导，分别获取了三种洞口隧道火灾轰然后的通风因子、洞口空气卷吸速率表达式。并在此基础之上利用燃料质量损失速率法推导了大面积可燃物着火燃烧达到轰然后火灾热释放速率表达式。 (2)开展了重载铁路隧道缩尺寸模型火灾试验研究，获取了不同火源面积、不同火源位置下，重载铁路隧道内温度场的分布规律，获得了隧道洞口火溢流形状特征，得到了洞口附近位置处辐射热大小。对不同火源面积、不同火源位置下，隧道内温度场的分布规律进行了对比，并分析了造成这种重载铁路隧道内火灾温度场分布规律的影响机理。 (3)建立了重载铁路隧道数值模拟计算模型，运用数值计算的方法研究火源面积大小及火源位置的不同对重载铁路隧道内、洞口处温度场分布影响规律。对数值模拟结果与试验获取结果进行了对比，结果表明，FDS软件对小火源面积隧道火灾模拟结果较为精确合理，而对于火源面积较大的通风控制型隧道火灾，FDS模拟结果存在较大的误差。 |
| 作者： | 康恒 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 陈长坤 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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