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原文传递横向通风隧道烟气控制系统研究

论文题名：	横向通风隧道烟气控制系统研究
关键词：	隧道火灾;横向通风组织;烟气控制;缩小尺寸实验;k-ε湍流模型
摘要：	随着交通业的迅速发展，世界上建成了越来越多的隧道。隧道给人们带来便利交通的同时，也给火灾防治带来了许多新问题。近年来世界各地发生的群死群伤的隧道火灾表明，隧道火灾虽然是一种小概率事件，但其一旦得不到有效控制的话，将给人们带来灾难性的损失。统计结果表明，由于不完全燃烧所产生的有毒有害烟气是隧道火灾中导致人员死亡的最主要因素。因此，研究隧道火灾的烟气控制系统具有重要意义。　　火灾烟气流动本身就是一种复杂的浮力驱动流，同时，由于隧道自身狭长结构的限制以及隧道通风系统的作用，使得隧道内的烟气流动相比于一般建筑火灾烟气流动更为特殊。　　由于横向通系统的优越性，横向通风隧道被用于世界各地的大长隧道之中，研究其烟气控制系统，为已有横向通风隧道探究有效的通风组织方式，具有实际意义。　　本文对隧道通风系统做了详细的介绍，对比了隧道纵向，半横向和横向通风系统的优缺点，同时对世界各地隧道消防和通风系统设计规范做了全面的综述。　　首先，本文根据相似原理设计了缩小尺寸实验，探究了在横向通风条件下隧道烟气的蔓延特性。实验表明，隧道内排烟率和送风率的比例很大程度上影响隧道内烟气的蔓延特性；区域式的通风组织模式对于已有的横向通风隧道十分有效。　　其次，采计算流体力学软件FDS，以Navier-Stokes方程为基础，引入浮力修正的k-ε湍流模型、湍流燃烧模型、辐射换热模型，建立了适用于描述隧道内烟气温度分布和气流流动的计算流体动力学模型，实现了对横向通风隧道内火灾物理特性的数值模拟分析。　　最后，通过实验结果与数值模拟结果对比表明FDS在模拟浮力驱动流体，尤其是火灾产生的烟气时，可以得到较为真实的结果。
作者：	杨迪尧
专业：	环境工程
导师：	王炜
授予学位：	硕士
授予学位单位：	南开大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文