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曲线型公路隧道火灾烟气控制模拟研究
| 论文题名： | 曲线型公路隧道火灾烟气控制模拟研究 |
| 关键词： | 曲线公路隧道;火灾事故;烟气控制;数值模拟;应急通风系统 |
| 摘要： | 随着经济社会的发展和人民生活水平的提高，近年来我国公路交通获得了飞速发展，公路交通网密度逐步增加。与此同时，作为公路交通的重要组成部分，公路隧道的数量和长度随之日益增长。隧道虽然能极大地方便人们的出行，但是随之而来的是隧道火灾事故发生率以及危害在不断增大。隧道火灾虽然是小概率事件，但其危害后果却不容忽视。 本文在分析隧道通风系统种类以及隧道火灾烟气扩散规律的基础上，针对国内外隧道火灾烟气控制研究多以直线型隧道为对象这一特点，选取一采用半横向式通风系统的曲线型公路隧道为研究对象，通过数值模拟对曲线型公路隧道的火灾烟气控制问题进行了研究，并在此基础上对该隧道火灾应急通风系统的运行方案进行了优化分析，探讨了在曲线区域应用射流风机控制烟气回流的可行性。本文主要开展了以下几方面的工作： （1）介绍了不同公路隧道通风系统的特点、发展趋势及适用范围；分析了隧道火灾的烟气分布规律以及应对烟气回流的措施，分析了火灾应急通风系统的控制原则。 （2）利用火灾动力学模拟软件FDS，对热释放速率为30MW的火灾进行了模拟研究。分析了隧道内速度场、温度场、CO浓度场和能见度的变化规律。火源位于曲线区域时，烟气回流较火源位于直线区域时严重得多，烟气扩散速度较慢，火源下游的温升范围和幅度远高于直线区域火灾。 （3）根据数值模拟结果，针对现有火灾应急通风系统在控制烟气回流方面的不足，对直线区域和曲线区域火灾分别提出了两套和一套新的应急通风系统运行方案并进行了模拟研究。结果显示：优化后的方案烟气控制性能有所提高，对于直线区域火灾，烟气回流长度较优化前约缩短20m；对于曲线区域火灾，烟气回流长度较优化前约缩短50m。 （4）在对现有半横向式应急通风系统运行控制方案优化分析的基础上，对在隧道曲线区域安装射流风机以增大纵向风速、减小烟气回流长度的方案进行了模拟，初步研究了利用射流风机改善曲线区域烟气控制效果的可行性。 本文研究表明，火灾发生在隧道曲线区域时，其影响范围和危害性都要远远超过发生在直线区域的火灾，对曲线区域火灾不能套用直线区域火灾的应急通风系统运行控制方案，必须采取专门措施。 |
| 作者： | 芦峰 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 高立新 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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