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地铁区间隧道火灾烟气流动规律及控制方法研究
| 论文题名： | 地铁区间隧道火灾烟气流动规律及控制方法研究 |
| 关键词： | 地铁区间隧道;烟气蔓延;临界风速;流动规律;火灾产生 |
| 摘要： | 随着我国经济与社会的快速发展，我国道路建设呈现出一派繁荣的景象，越来越多的地铁隧道出现在城市中。火灾是地铁隧道在使用过程中需要重要关切的问题。由于地铁隧道深埋于地下，一旦在区间隧道发生火灾时，产生的有毒烟气与热量不断积聚，会严重的影响人员安全和隧道的结构安全，因此开展相关的隧道烟气蔓延规律与防控研究是隧道安全的必要研究课题。近些年来，许多的专家学者针对隧道火灾烟气蔓延与火灾下隧道结构稳定性开展了相关的研究，本文针对目前研究的现状以及存在的不足，进行了以下几个方面的研究。 本文通过相似性准则建立了缩尺寸地铁区间隧道模型并在此基础上进行火灾试验，通过开展不同功率下的实验获得了隧道内的纵向温度数据以及烟气层数据，通过对数据的处理并着重分析了不同火源功率下拱顶纵向温度分布，发现纵向烟气最大温升大致呈幂指数衰减，且在距火源一定距离处基本不再减少。 为了验证火灾模拟软件对于开展隧道火灾实验模拟的可行性，利用 FDS建立了与实验情况相同的工况，并对实验模型进行1:1建模，分别对隧道拱顶最高温度、烟气层稳定厚度、拱顶纵向温度分布进行了对比分析。结果表明，设置合理的模拟参数，模拟与模型实验所得到的数据基本一致，利用 FDS进行隧道火灾相关方面的研究具有一定的科学性与可行性。并通过结合模拟获得的纵向顶棚最高温度分布的模型与实验获得结果，得出了烟气层顶部的最高温升与2/35/3Q?/Hf的关系式。 结合工程实际，通过 FDS建立不同火源功率与纵向风速条件的火灾模型并进行模拟研究，获得了自然通风状态下的烟气蔓延以及烟气温度分布情况；通过设置隧道内的不同的纵向通风的风速值，并对结果进行分析获得了隧道内纵向风速值与烟气回流的回流长度的关系，临界风速与无量纲热释放速率的关系式，并最终获得了回流发生的临界风速值。 本文利用理论分析、相似性准则实验与 FDS模拟研究的方法，并结合相关的工程实际对地铁区间隧道内的火灾产生的烟气蔓延规律及其控制方法进行了研究，重点分析了烟气层顶部纵向温度分布与纵向风速对烟气蔓延相关参数的影响。本文的研究成果可以为地铁隧道区间火灾的烟气控制与人员安全研究的提供一定的理论基础。 |
| 作者： | 冯涛 |
| 专业： | 安全技术及工程 |
| 导师： | 朱国庆 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国矿业大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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