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地铁区间隧道火灾烟气流动特性研究
| 论文题名： | 地铁区间隧道火灾烟气流动特性研究 |
| 关键词： | 区间隧道;数值模拟;临界风速;地铁火灾;烟气流动 |
| 摘要： | 随着我国地铁建设与运营的高速发展，区间隧道火灾的防范问题已经得到越来越多研究人员的重视。地铁区间隧道空间封闭且狭长，空气自然流通较难，因而一旦发生火灾，便具有火灾蔓延快、温度上升快、浓烟不易扩散、人员疏散困难以及较难扑救等特点，很容易造成重大伤亡事故。因而有必要采用合理的通风模式，特别是临界风速这个重要的控制指标来模拟和分析火灾发生时火源的功率及位置、烟气的扩散、温度的分布以及风机的运行等情况，研究结果将有助于分析火灾现场状况、进行灾害控制和帮助人员逃生。 本文依据北京地铁环线鼓楼一积水潭典型区间的原型和火灾过程中状态参数变化所遵循的基本守恒定律，建立了隧道火灾烟气流动的三维数学模型，其中湍流模型采用带浮升力修正的七一s两方程模型。以原型现场实验获得的断面风速以及区间风机风量为边界条件和初始条件，以有限容积法为基础，采用SIMPLEST算法进行求解。计算工况不仅考虑了列车着火点位置不同造成的结果差异，而且还对风机开启时间不同的情况进行了预测分析，并总结比较了火灾温度场、烟气浓度场以及烟流速度随计算工况不同的变化规律，特别是临界风速随火源热释放率、区间隧道断面形状等不同情况的变化，提出了对有关部门进行北京区间隧道防火改造及制定火灾应急预案有一定的参考价值的意见。 数值模拟在多数情况下由于问题的复杂性以及模拟本身的局限性，加之计算条件或过程存在一定程度的假设，不能完全反映真实情况；而地铁火灾的现场实验由于种种原因也不可能实现火灾工况的测量。为此我们依据相似理论，在北京工业大学暖通地铁火灾实验室建立和原型比例为1：8的区间隧道缩尺模型，对缩尺模型的火灾工况进行稳态和瞬态的实验，并通过模拟计算和缩尺模型相一致的物理模型，将模拟的结果和实验结果所得温度场、速度场和烟气浓度场进行对比，用来验证模拟的可行性。 |
| 作者： | 牛满坡 |
| 专业： | 供热、供燃气、通风及空调工程 |
| 导师： | 李炎锋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京工业大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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