移動火源對隧道溫度場分布及煙氣流動影響規(guī)律研究.pdf

1、論文題目：移動火源對隧道溫度場分布及煙氣流動影響規(guī)律研究專業(yè)：安全技術及工程博士生：李士戎(簽名)指導教師：鄧軍(簽名)摘要隧道空間狹長、密閉，火災時高溫與煙氣會嚴重威脅內(nèi)部人員生命及隧道結(jié)構(gòu)安全，而著火機動車穿行隧道會使火災過程更加復雜。論文針對著火車輛穿行隧道引發(fā)空間溫度場及煙氣蔓延動態(tài)變化的問題，通過移動火源隧道火災相似模擬實驗與數(shù)值模擬，研究移動火源對隧道空間能量分布以及煙氣蔓延影響作用。研究結(jié)果對隧道火災防治與救援相關研究與應

2、用具有重要的實際指導意義。以發(fā)生過著火車輛穿行事故的法國勃朗峰隧道以及國內(nèi)典型隧道結(jié)構(gòu)為原型，自行設計搭建了1:20小尺寸隧道火災特性相似模擬實驗系統(tǒng)。通過燃料質(zhì)量損失率實驗，分析了火源移動對火焰湍動及穩(wěn)定性的影響，建立了火焰形態(tài)改變、火源熱釋放速率與火源速度的對應關系函數(shù)。利用相似模擬實驗系統(tǒng)，通過不同通風速率與火源條件下的相似模擬，研究了不同實驗條件下空間內(nèi)各位置溫度曲線、時均溫度以及溫度極值等特征參數(shù)，結(jié)合火區(qū)熱阻節(jié)流效應與活塞風

3、效應分析。掌握了不同速度移動火源對隧道空間溫度場分布及能量變化的影響規(guī)律，揭示了縱向通風與移動火源在隧道空間內(nèi)相互制約與促進的作用關系。根據(jù)隧道火災煙氣蔓延相似模擬實驗，研究了自然通風條件下，不同速度移動火源對隧道空間內(nèi)煙氣蔓延速度的影響作用。結(jié)合移動火源造成隧道空間活塞風及熱阻作用綜合效應分析，闡明了不同行進速度的移動火源對隧道空間內(nèi)火源前、后不同區(qū)段內(nèi)火災煙氣擴散與蔓延的非對稱影響作用規(guī)律?；跀?shù)值傳熱基本原理，以相似模擬實驗為原型

4、，建立了隧道空間移動火源數(shù)值模型。通過火災動力學數(shù)值模擬，分析了移動火源條件下隧道空間流場與壓力變化、溫度等值面與煙氣濃度分布情況。得出了移動火源對隧道內(nèi)氣流場、壓力場分布的影響規(guī)律，分析了縱向通風對熱煙氣回流的抑制作用，闡明了移動火源對被困人員的危害影響，并對著火車輛進入隧道初期的人員逃生與車輛引導提出指導性建議。關鍵詞：移動火源，隧道，溫度場，煙氣蔓延，相似模擬實驗，數(shù)值模擬研究類型：應用基礎Subject:ResearchonIn

5、fluenceofMovingFireonTemperatureFieldDistributionSmokeSpreadinTunnelSpecialty:SafetyTechnologyEngineeringName:LiShirong（Signature）Instruct:DengJun（Signature）ABSTRACTTunnelspaceislongnarrownearlyairtight.Oncefireoccursins

6、ideheatfluxofhightemperaturesmokewillgreatlythreatentunnelstructurelivesofpeopleinvolvedmovingvehicleonfirecomplicatesthefireprocess.Targetingatdynamicchangesoftemperaturefielddistributionsmokespreadcausedbymovingvehicle

7、onfirethepresentstudyusesanalogysimulationexperimentnumericalsimulationtoinvestigatetheinfluenceofmovingfireonenergydistributionsmokespreadintunnelwhichprovidesguidancefresearchapplicationontunnelfirepreventionrescue.Tak

8、ingthestructureofMontBlanctunnelinwhichfireaccidenteveroccurredduetomovingvehicleonfiretypicaldomestictunnelsasprototypethe1:20reducedscaleanalogysimulationtunnelmodelsystemisdesignedestablishedbasedonresearchobjects.Thr

9、oughmasslossratetestoffuelturbulencestabilityinfluencedbymovingfireonflameareanalyzed.Thefunctionoftherelationbetweenflameshapeheatreleaserateoffirevelocityofmovingfireisobtained.Basedonanalogyexperimentalsystemanalogysi

10、mulationexperimentsarecarriedoutonmovingfiretravelingintunnelatdifferentvelocities.Fromthecurvechangeoftemperaturetimeaveragedtemperaturemaximumtemperatureofdifferentdetectsintunnelisstudiedcombiningwithfirezonethermalre

11、sistingthrottlingeffectthermalpistonwindeffectanalysisthelawofinfluenceofmovingfirewithdifferentvelocitiesonspacialtemperaturefielddistributionenergychangeispossessed.Themutualfunctionrelationshipbetweenlongitudinalventi

12、lationmovingfireintunnelisrevealedaswell.Throughanalogysimulationexperimenttheinfluenceofmovingfirewithdifferentvelocitiesonsmokespreadspeedintunnelundernaturalventilationisstudied.Combinedwithanalysisoffirezonethermalre