论文导读:下列三特性:不易预防、燃烧快速或具爆炸性、抢救不易。 隧道内一旦发生火灾,中控室确认火灾后,正常通风应立即改变为事故通风,并根据预案设定,将风速控制到一定范围内,尽量减少传到人体上的热负荷,还要避免因纵向风流的湍流和涡流作用而使洞内烟雾弥漫,最大程度地给人员避难创造条件。通风应有利于消防队员救火,使消防队能
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s方程,重点在于火灾中的烟气和热量的传输计算。第二部分称为**okeview,主要是用来显示计算结果的绘图程序。 2、建模与网格 火灾试验以公路隧道为模拟对象,根据相似原理进行了大比例的(1:6)模型试验。采用的模型隧道全长100m,隧道断面直径1.8m,管道内部以混凝土垫层,如图1所示。隧道禁止危险品车辆通过,因此,试验火灾规模的确定主要以轿车和大型载重卡车作为模拟对象,其规模为:24L柴油,1L汽油,30kg木材,火灾热释放率(HRR)约为4MW左右。 图1 模型试验断面尺寸示意图图2生成网格的隧道模型 根据试验隧道的几何物理参数,通过FDS用不同的网格尺寸建立如图2的模型,其中网格尺寸取0.1D*时生成的模型。壁面采用0.2m厚的混凝土材料,导热系数为1.0w/m·k,密度为2100kg/m3,定压比热为0.88kJ/kg·k;壁面与烟气间的对流和辐射换热量数由程序根据该处的温差和烟气流速等计算得到,壁面温度也由程序计算得到;混凝土壁面外部为空气;壁面及环境的初始温度为20℃。 3、模拟结果 3.1 烟气分布 把纵向通风速度3.0m/s和2.0m/s进行模拟,分析量工况下隧道内,烟气蔓延至火源下游450m所需时间及壁面参数的变化。 (a) V=3.0m/s,t=112s (b) V=2.0m/s,t=126s 图3 烟气蔓延至火源下游450m 从图3烟气的蔓延可以看出,通风速度为3.0m/s时,只需要112s烟气便蔓延至450m处,而通风速度为2.0m/s时,经126s的时间,烟气便蔓延至450m处。比较两种工况,纵向通风风速在2.0m/s时,在火灾刚开始时尚能使烟气向下游扩散,但当火源进入完全燃烧阶段后,由于释烟量非常大,烟气开始向火源上游扩散,而且在火灾下游烟气由于烟气的蔓延速度较低,烟气几乎扩散到了隧道整个断面,因此从烟气的蔓延分布图可以判断,2.0m/s的纵向通风速度不足以抑制烟气的回流,满足不了火灾场景下人员逃生的需要。 3.2 温度分布 (a) V=3.0m/s (b) V=2.0m/s 图4隧道纵向中心面的温度分布 在3.0m/s的通风风速下,隧道顶部烟气的温度仅有300℃左右,出现在火源及火源下游5m范围内;而在2.0m/s的风速下,烟气的温度有400℃,并且沿着火源上游扩散,非常不利于上游人员的逃生和救援。 在v=2.0m/s和v=3.0m/s的通风速度下,隧道内各横断面上烟气温度分布非常接近,只是2.0m/s的通风速度下,烟气温度略高,但是沿着隧道纵向,随着烟气温度的下降,这种差别也逐渐减小。值得注意的是,在火源下游,烟气温度除隧道顶部有所差别之外,在隧道底部,两种风速下的烟气温度分布也不一样,2.0m/s的风速下,隧道底部烟流的温度比3.0m/s风速下的温度普遍高10℃以上,说明烟气在向下游蔓延的过程中,不断的向隧道地面沉降,这个结果在烟气的蔓延图中看的更为清楚,2.0m/s的纵向风速不能很好的控制烟气的流动。 4、结论 根据两种通风速度的模拟结果对比分析,2.0m/s的风速下,隧道内烟流回流明显,且回流温度高、距离长;同时在火灾热释率达到20MW后,2.0m/s的风速不能及时的带走火源处的高温烟流,使得烟流在向下游蔓延的同时,向地面方向扩散,造****体等高平面上污染物浓度较高,可见度较低,且温度较高,无法满足隧道通风的目的。 参考文献 李明儒,应用无线感测网络提高隧道防救灾机制之研究[J],台湾中原大学硕士学位论文,2006.. Li Xianting,Yan Qisen. Numerical analysis of **oke movement in subway[J].Fire Safty Science,1993,2(2):6-13.. [3] 陶文铨.数值传热学(第2版)[M].西安:西安交通大学出版社,2001. [4] John D. Anderson,Jr. Computational fluid dynamics-The basics with applications[M]. 北京:清华大学出版社,2002