隧道近火源区域火焰辐射理论与实验研究

发布时间：2020-05-21 23:33

【摘要】：随着国内公路隧道的快速发展,隧道火灾频繁发生,火灾不仅会造成重大的人员伤亡,火源辐射对于隧道结构安全也产生重要影响。本文基于某公路隧道设计参数,根据Fr相似准则,搭建1/20缩尺隧道火灾模型实验台。实验选取2种燃烧器为火源,以液化石油气为燃料,针对65种纵向风速和燃气流量组合工况,实测隧道底板上的辐射热流并同步拍摄火焰视频。基于火焰视频分析,以双圆台描述可见火焰形状,整理得到火焰完整的几何参数,及其随燃气射流与纵向通风动量比的变化规律。推导得到近火源区域隧道底板上任意位置角系数的表达式,并与圆柱火焰角系数计算模型进行对比分析,根据固体火焰辐射理论预测近火源区域隧道底板上测量点的辐射热流,并与实验测量结果进行对比,完成了角系数预测模型实验验证。此外,综合考虑纵向送风与燃气射流速度的耦合影响,选取四个典型工况,对其原型隧道中近火源区域隧道底板的热辐射场进行了预测,确定隧道地板热流分布梯度。最后基于双圆台模型对两组实验的辐射分数进行求解,并得到辐射分数随动量比的变化关系,同时得到了(?)的相关关系并与前人数据对比。最后,对后续工作的研究方向和研究内容进行了简要讨论。
【图文】：

缩尺模型,实验平台,一览表,单位

根据弗劳德相似准则[44,45]，搭建 1/20 缩尺模型实验台见图 2.1，模型试验 F似比一览表见表 2.1。表 2.1 模型试验 Fr 相似比一览表长度比尺速度比尺流量比尺热量比尺热流比尺温度比尺1/20 (1/20)1/2(1/20)5/2(1/20)5/2(1/20)1/21

模拟系统,纵向,防火板

图 2.2 纵向送风模拟系统图 2.3 隧道模型如图 2.3 所示，隧道结构模型系统通过型钢焊制支架支撑，，并由五个分节长度为 6.3m，隧道截面尺寸为 0.375m×0.295m。模型结构材料由厚 15mm镁防火板以及外部的镀锌钢板构成，其中，玻镁防火板起到防火耐高温的锌钢板起到支撑和保护作用。同时，分别在距离隧道入口 1.2m 及 2.3 米处
【学位授予单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U458.1

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