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水下大断面公路隧道水雾作用下火灾烟气特性研究
| 论文题名： | 水下大断面公路隧道水雾作用下火灾烟气特性研究 |
| 关键词： | 水下公路隧道;水雾作用;火灾事故;烟气特性 |
| 摘要： | 随着经济的不断发展和技术的日益进步，一大批“超长化”、“大断面”的跨江海水下隧道开始动工建设并陆续投入使用。隧道在为生活带来便利的同时，其火灾隐患更加不容忽视。为了满足对隧道火灾防治的要求，水雾灭火系统以其清洁、高效等特点开始在水下隧道中逐渐应用，但目前关于隧道内水雾灭火特性以及水雾作用下温度场分布规律的研究仍然相对较少。基于前人研究工作的不足，本文自行设计并搭建了水雾灭火-集中排烟-两侧供风协同作用下隧道火灾实验平台，本文以柴油池火为研究对象，采用小尺寸实验为主、数值模拟技术为辅的研究方法，对于水雾作用下隧道温度场分布规律、水雾灭火特性与强化作用、水雾-通风协同作用下火灾烟气特性等方面进行了研究，主要研究成果如下: (1)隧道火源近域（相对）和火源远域（相对）竖向温度变化按照高度不同可分为温度线性衰减区域和温度相对稳定区域;同时靠近隧道出口处受到内外压差和温度差的影响，其竖向烟气温度为下降-上升-下降的三阶段变化过程;无水雾条件和非控火水雾作用下隧道顶棚温度纵向变化遵循自火源正上方向左右两侧呈现自然指数衰减规律;控火水雾和短时灭火水雾作用下顶棚温度呈现分段衰减规律; (2)随着水雾喷嘴压力的增大，隧道火灾燃烧时间不断减小，当超过临界灭火压力时可以实现短时灭火;在预燃时间小于临界预燃时间时，水雾灭火时间随预燃时间先减小后增大;在预燃时间超过临界预燃时间时水雾灭火时间随着预燃时间的增大而显著增大，至某一值时短时灭火失效;此外数值模拟不同喷嘴特征参数下水雾降温效果:第一级粒径水雾＞第二级粒径水雾＞第三级粒径水雾;实心锥水雾＞空心锥水雾;雾化夹角30°＞雾化夹角60°＞雾化夹角90°＞雾化夹角120°; (3)只有喷嘴压力超过某一临界值时才会出现火焰强化作用;水雾对于火焰的强化作用分为瞬间弱度强化、间断中度强化和连续强度强化三种程度，随着预燃时间的增大，火焰强化程度不断升级，其火灾危险性逐渐升高，膨胀性火焰、爆炸性火焰扩张范围持续时间也不断加大; (4)水雾-通风协同作用下羽流受到水雾竖向作用和通风水平作用的双重影响，其羽流发展受到了较大限制;通风-水雾协同作用在控制烟气、降低温度方向具有良好效果。 |
| 作者： | 肖晗 |
| 专业： | 消防工程 |
| 导师： | 张玉春 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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