豎井型市政公路隧道自然通風(fēng)排煙理論與試驗(yàn)研究.pdf

1、市政公路隧道具有淺埋長(zhǎng)度短的特征，采用沿隧道縱向間隔一定距離修建豎井群，正常運(yùn)營(yíng)時(shí)依靠豎井進(jìn)行自然通風(fēng)，火災(zāi)工況下依靠豎井進(jìn)行自然排煙是一類有很大節(jié)能潛力的新型構(gòu)建模式。但由于自然通風(fēng)排煙的隨機(jī)性與對(duì)環(huán)境條件的依賴性，對(duì)自然通風(fēng)狀況下豎井型公路隧道通風(fēng)排煙規(guī)律進(jìn)行理論與實(shí)驗(yàn)研究具有重要的理論和應(yīng)用價(jià)值。
　　 論文分析了交通風(fēng)力的形成原因及其與車速間的關(guān)系，在一維恒定流動(dòng)假設(shè)的基礎(chǔ)上，考慮了自然風(fēng)阻力，劃分了各計(jì)算段，利用質(zhì)量守

2、恒與能量守恒方程，建立并求解了各計(jì)算段風(fēng)速的高度非線性方程組。分析了隧道內(nèi)污染物隨風(fēng)流的擴(kuò)散機(jī)理，建立并求解了隧道各控制體污染物的對(duì)流一擴(kuò)散微分方程組。理論預(yù)測(cè)出隧道主體風(fēng)速隨豎井間距、交通量、車速增長(zhǎng)而增長(zhǎng)，而基本不受豎井截面尺寸與主體長(zhǎng)度影響，同時(shí)隧道內(nèi)CO濃度隨著車速的降低或主體長(zhǎng)度的增加而顯著增高。分析研究了多種宏觀交通流動(dòng)力模型，采用方程分析法確立了車流密度不變的交通流動(dòng)力相似準(zhǔn)則數(shù)為L(zhǎng)/Vt。研制了1/10縮尺模型隧道、模型

3、豎井與車輛運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，自模區(qū)性能實(shí)驗(yàn)研究表明模型隧道進(jìn)入自模區(qū)的最小風(fēng)速為0.33m/s。在保證幾何相似與無(wú)量綱自然風(fēng)un/Vt相等的前提下，各控制體無(wú)量綱風(fēng)速ui/Vt的試驗(yàn)結(jié)果與理論預(yù)測(cè)結(jié)果符合較好。
　　 在南京西安門隧道內(nèi)開(kāi)展了三次實(shí)體火災(zāi)試驗(yàn)，模擬一輛小客車從起火到旺盛燃燒的階段，采用快速增長(zhǎng)的非穩(wěn)態(tài)火源，最大釋熱功率5.43MW。試驗(yàn)測(cè)量了隧道火災(zāi)煙氣溫度場(chǎng)與煙氣蔓延狀況，觀察到在火災(zāi)中后期，上下煙層界面不清晰，部分豎