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地铁区间隧道纵向射流通风系统特性的研究
| 论文题名： | 地铁区间隧道纵向射流通风系统特性的研究 |
| 关键词： | 地铁隧道;射流;喷嘴;纵向通风;诱导效应;增压效应 |
| 摘要： | 随着我国国民经济的飞速发展，地铁作为一种有效缓解城市交通紧张的现代化轨道交通工具，近年来得到了极其迅速的发展。随之而来的地铁火灾事故危害也越来越受到人们的重视。加强地铁系统火灾安全工程的研究，迅速而有效地控制烟气扩散，确保地铁安全运营是城市公共安全的一个重要组成部分。 该文综述了隧道烟气流动与烟气控制的研究现状，以及国内外隧道排烟通风系统的发展状况，根据在国内首次应用的双圆盾构地铁区间隧道的特殊要求，提出利用喷嘴射流的纵向通风控制隧道内烟气的课题，并采用理论分析、模型试验和数值模拟的方法，对地铁隧道纵向通风系统的射流的运动特征以及隧道内气流变化规律进行了多角度的研究。 该文主要包括以下几个方面内容： 首先，利用流体力学和空气动力学理论，在引入必要的假定后，推导喷嘴射流隧道通风的基本公式，得到了流速比、风量效率、理论增压效率等数学表达式，分析了喷嘴射流入射角、面积比、隧道长度及沿程摩擦阻力等因素对射流通风系统性能的影响，确定了最佳通风效果下的喷嘴射流通风系统的参数设置，为实际工程设计应用提供了理论依据。 其次，建立了喷嘴射流隧道通风的数学物理模型，利用数值模拟方法分析了喷嘴射流的运动特征及隧道内速度场、压力场分布，分析了射流的能量损失，对理论分析的数学表达式进行了补充修正。探讨了喷嘴入口条件以及喷嘴型式对射流流场的动态特性参数的影响，通过比较出口断面时均流速及其湍流强度分布，指出椭圆喷嘴的射流通风效果最好，为隧道通风系统的设计提供了指导。 再者，运用量纲分析和相似性原理分析了喷嘴射流隧道通风的相似准则，搭建了模型试验台，开展了喷嘴射流隧道通风的相似模型试验，得到了喷嘴的风量效率、阻力系数以及隧道内的气流分布规律。 该文首次以喷嘴射流的隧道通风系统为研究对象，对这类有限空间内射流问题进行了探讨，采用理论分析、模型试验和计算机数值模拟方法从不同角度完善了对射流通风系统特性的认识，得到了射流运动特征及隧道内气流分布规律。其成果可以有效解决采用双圆盾构新技术的地铁隧道火灾防烟难题，也可以推广到现有的各城市地铁防灾系统中，具有很好的现实意义。 |
| 作者： | 洪丽娟 |
| 专业： | 土木工程·供热、供燃气、通风及空调工程 |
| 导师： | 刘传聚 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 同济大学 |
| 学位年度： | 2005 |
| 正文语种： | 中文 |
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