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双向换气通风公路隧道火灾温度场模拟及试验研究
| 论文题名： | 双向换气通风公路隧道火灾温度场模拟及试验研究 |
| 关键词： | 公路隧道;双向换气;温度场;防灾救援;数值模拟;模型试验 |
| 摘要： | 随着我国公路隧道建设的发展，公路隧道的长度不断增加，目前对公路隧道火灾温度场的研究很多，相对面言，针对双洞单向双向换气通风隧道火灾温度场及逃生疏散研究很少。本文依托于较大坡度的莲花公路隧道对双洞单向双向换气隧道火灾温度场进行数值模拟和试验研究，针对双洞单向四车道公路隧道火灾时隧道内人员逃生安全距离和安全疏散路线进行研究。 依据规范计算出莲花公路隧道左右线需风量值，并根据空气互换式通风方式的基本原理和使用条件，对莲花公路隧道可应用互换式通风方式提出假设。通过计算分析了莲花隧道开启通风换气横通道位置的范围，采用理论计算与CFD数值模拟计算相结合的方法，假设并简化隧道数值模拟模型，研究空气互换式通风方法在莲花隧道的适用性并确定出开启横通道的最佳位置。数值模拟和理论分析得出的结论为空气互换式通风方式在莲花隧道中的应用提供参考依据和指导性作用。 使用ANSYS/FLOTRAN单元等比例建立莲花公路隧道数值模型，通过三维数值模拟计算分析，对不同规模的公路隧道火灾在不同风速下，稳态温度场、速度场、压力场进行研究，得出隧道火灾温度场扩散规律及火风压对隧道纵向通风气流组织的影响，确定出不同规模火灾的临界风速，为下一步进行隧道火灾瞬态数值模拟提供边界条件。 对不同规模火灾在临界风速下进行大量的瞬态数值模拟计算，得出不同规模的隧道火灾瞬态温度场分布规律。依据人员极限忍受温度与时间的关系，参考瞬态数值模拟分析结果，得出距火源点下游不同位置处人员停留的最大时间，确定临界风速下火区下游安全逃生的横通道位置。制定出莲花公路隧道不同位置发生火灾时，风机事故通风方向和逃生救援疏散路线。 通过在实验室隧道火灾模型试验，采集分析模型隧道内火灾温度，将研究分析隧道内火区温度分布规律与数值模拟出的中小型规模火灾温度场结果进行验证，比较分析试验值和模拟结果的差异，分析误差产生原因。进一步提高了长大公路隧道火灾临界风速值的准确度和核实了火区下游车辆人员最佳安全疏散逃生横通道的位置，为莲花公路隧道火灾防灾救援提供参考依据。 |
| 作者： | 李秋菊 |
| 专业： | 供热、供燃气、通风及空调工程 |
| 导师： | 孙三祥 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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