螺旋隧道火災(zāi)通風(fēng)數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著我國(guó)隧道事業(yè)的發(fā)展，隧道的曲率半徑越來(lái)越小，高差越來(lái)越大，出現(xiàn)了螺旋形隧道。螺旋隧道發(fā)生火災(zāi)等緊急情況下通風(fēng)有別于直線隧道，本文以云南省水富至綏江二級(jí)公路上的新安螺旋公路隧道為工程背景，應(yīng)用大渦模擬，對(duì)影響小半徑螺旋隧道火災(zāi)臨界風(fēng)速的曲率、坡度等因素進(jìn)行分析。主要內(nèi)容如下:
　　 (1)運(yùn)用計(jì)算流體力學(xué)、傳熱學(xué)、燃燒學(xué)和隧道通風(fēng)基本理論，根據(jù)螺旋隧道的邊界條件，確定數(shù)值計(jì)算控制方程及數(shù)值大渦模擬軟件FDS，建立不同曲率下，不

2、同坡度的小半徑螺旋隧道火災(zāi)煙氣流動(dòng)的三維數(shù)值模型。根據(jù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范，確定螺旋隧道火災(zāi)規(guī)模和模擬工況。
　　 (2)根據(jù)不同曲率曲線隧道模型的計(jì)算，分析不同曲率半徑下螺旋隧道內(nèi)縱向、橫向煙氣蔓延規(guī)律。分析不同曲率對(duì)火災(zāi)煙氣溫度分布、CO濃度、能見(jiàn)度規(guī)律的影響，得出各曲率下臨界風(fēng)速，探討曲率對(duì)其影響。
　　 (3)通過(guò)對(duì)不同坡度的螺旋隧道模型FDS模擬，得出各坡度下小半徑螺旋隧道臨界風(fēng)速。其中曲率

3、1/250坡度3.5％的新安螺旋隧道臨界風(fēng)速為4.2m/s，分析不同坡度對(duì)螺旋隧道火災(zāi)溫度分布、CO濃度、能見(jiàn)度及臨界風(fēng)的影響。
　　 (4)對(duì)模擬計(jì)算結(jié)果進(jìn)行理論分析，提出關(guān)于曲率、坡度的螺旋隧道火災(zāi)臨界風(fēng)速理論模型，給小半徑螺旋隧道火災(zāi)通風(fēng)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
　　 研究表明:無(wú)坡度曲線隧道隨著曲率增大，臨界風(fēng)速減小，下坡螺旋隧道隨著坡度增大，臨界風(fēng)速增大。通過(guò)新安螺旋隧道模型計(jì)算分析得出新安螺旋隧道火災(zāi)時(shí)煙氣流動(dòng)及溫度分