地铁长区间隧道点式排烟的烟气特性研究

发布时间：2019-10-25 11:17

【摘要】：隧道空间相对狭小和封闭,其火灾具有火场温度高、热量不易散失、烟雾大等特点,给人员疏散与消防带来很多困难,必须对隧道火灾烟气进行有效的控制。目前,国内地铁区间隧道常用纵向通风方式控制火灾烟气流动。但是对于深埋长区间隧道,如建于江河、高山之下,可能存在区间内同时有两列或多列列车运行的状况,采用纵向通风方式会使下游未着火的列车处于烟气中,针对这情况有必要研究更合理的通风方式。本文提出点式排烟方式的解决方案。运用三维数值模拟技术,以带独立排烟道的长大单洞双向地铁区间隧道为研究对象,研究了单点点式排烟和双点点式排烟两种模式下的烟气流动特性,并分别研究了随着火源热释放率、火源竖向位置、排烟风口横向尺寸、排烟风口纵向尺寸、火源与风口间距和排烟风量等因素的影响烟气流动特性的变化规律。单点排烟模式下,烟气分布特性的模拟分析表明,由于排烟风口的排烟作用,烟气参数在风口处出现骤变,而无排烟风口的火源上游隧道烟气参数变化较小且不利于人员疏散。研究还发现火源强度、火源竖向位置、排烟风口尺寸和排烟风量等因素在一定程度上影响火源下游隧道内的烟气扩散特性,改善下游的排烟效果,其中排烟风口尺寸和排烟风量是影响烟气流动的主要因素。当排烟风口横向宽度越大,能有效防止烟气绕流,排烟风口下游烟气状况越好；但排烟风口纵向长度的增加,几乎不影响烟气流动特性。当单点排烟系统的排烟风量增大,增大到使火源上下游均产生一定大的朝向火源的断面平均风速(本模型为160m3/s)时,才能大幅提高排烟效率,阻止烟气沿隧道纵向向上下游端口扩散；但排烟系统难以承受过高的排烟负荷。单点排烟模式在实际工程中不可取。双点排烟模式下,烟气分布特性的模拟分析表明,火源上下游排烟风口的排烟作用,使得隧道内烟气参数在两风口处发生突变,同等排烟条件下,双点排烟模式的隧道内烟气状况远优于单点排烟模式。验证了火源强度、火源竖向位置和排烟风口尺寸等因素对有排烟风口隧道段的烟气分布特性的影响在双点排烟和单点排烟模式下都是一致的。讨论了双点排烟模式下,火源在两排烟风口之间的最不利火源位置,发现排烟风口间距为30m和60m时,最不利火源位置都是火源稍偏离两排烟风口之一。本文还在火源位于较不利位置的基础上分析了排烟风量对双点排烟系统的影响,结果表明：排烟风量增大,系统排烟效率增大,但系统排烟效能减小；当排烟风量增大到一定值(本模型为60m3/s)时,排烟效率无限趋于100%,而排烟效能接近0。此外,对比单、双点排烟模式发现,若达到相同水平的排烟效率η,双点排烟模式的排烟风量仅仅为单点排烟模式风量的37.5%。
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U453.5

【参考文献】