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移动火源对隧道温度场分布及烟气流动影响规律研究
| 论文题名： | 移动火源对隧道温度场分布及烟气流动影响规律研究 |
| 关键词： | 移动火源;隧道空间;温度场分布;烟气流动 |
| 摘要： | 隧道空间狭长、密闭,火灾时高温与烟气会严重威胁内部人员生命及隧道结构安全,而着火机动车穿行隧道会使火灾过程更加复杂。论文针对着火车辆穿行隧道引发空间温度场及烟气蔓延动态变化的问题,通过移动火源隧道火灾相似模拟实验与数值模拟,研究移动火源对隧道空间能量分布以及烟气蔓延影响作用。研究结果对隧道火灾防治与救援相关研究与应用具有重要的实际指导意义。 以发生过着火车辆穿行事故的法国勃朗峰隧道以及国内典型隧道结构为原型,自行设计搭建了1:20小尺寸隧道火灾特性相似模拟实验系统。通过燃料质量损失率实验,分析了火源移动对火焰湍动及稳定性的影响,建立了火焰形态改变、火源热释放速率与火源速度的对应关系函数。 利用相似模拟实验系统,通过不同通风速率与火源条件下的相似模拟,研究了不同实验条件下空间内各位置温度曲线、时均温度以及温度极值等特征参数,结合火区热阻节流效应与活塞风效应分析。掌握了不同速度移动火源对隧道空间温度场分布及能量变化的影响规律,揭示了纵向通风与移动火源在隧道空间内相互制约与促进的作用关系。 根据隧道火灾烟气蔓延相似模拟实验,研究了自然通风条件下,不同速度移动火源对隧道空间内烟气蔓延速度的影响作用。结合移动火源造成隧道空间活塞风及热阻作用综合效应分析,阐明了不同行进速度的移动火源对隧道空间内火源前、后不同区段内火灾烟气扩散与蔓延的非对称影响作用规律。 基于数值传热基本原理,以相似模拟实验为原型,建立了隧道空间移动火源数值模型。通过火灾动力学数值模拟,分析了移动火源条件下隧道空间流场与压力变化、温度等值面与烟气浓度分布情况。得出了移动火源对隧道内气流场、压力场分布的影响规律,分析了纵向通风对热烟气回流的抑制作用,阐明了移动火源对被困人员的危害影响,并对着火车辆进入隧道初期的人员逃生与车辆引导提出指导性建议。 |
| 作者： | 李士戎 |
| 专业： | 安全技术及工程 |
| 导师： | 邓军 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 西安科技大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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