高海拔特长铁路隧道烟气蔓延规律与控制方法研究
发布时间：2021-01-03 01:51
在川藏铁路兴建的大背景下,我国铁路隧道无论海拔高度还是长度都将创造新的记录,而相应高海拔特长隧道的列车火灾和防灾疏散救援研究并不充分,很多领域尚属空白。本文主要依托铁科院集团公司重大基金项目——铁路山岭隧道防灾疏散救援体系关键技术研究（2019YJ027）以高海拔铁路隧道火灾为研究对象,采用数值模拟软件FDS,选用大涡模拟和混合分数模型,模拟研究了4种携火列车随机停车和14种紧急救援站定点停车等不同疏散工况下的火灾烟气蔓延规律和人员疏散安全性,分析了高海拔铁路隧道火灾的致灾因素和致灾机理,讨论了现行《铁路隧道防灾疏散救援工程设计规范》TB10020-2017（以下简称“规范”）部分关键设计参数在高海拔火灾烟气控制方面的适用性,主要结论如下:（1）调研分析了高海拔隧道火灾燃烧特性,梳理了烟气蔓延及烟气控制的研究现状,提出了高海拔铁路隧道火灾的5种潜在致灾因素及其致灾警戒值,分析了高海拔铁路隧道火灾致灾机理。模拟结果表明氧气浓度系高海拔铁路隧道区别于一般海拔隧道的火灾重要特征,建议在规范中将“氧气浓度”纳入高海拔隧道火灾致灾因素。（2）模拟分析了携火列车随机停在非救援站时的烟气蔓延规律及人...
【文章来源】：中国铁道科学研究院北京市
【文章页数】：136 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图22008年宝成线隧道火灾事故图
技术路线图
高海拔特长铁路隧道烟气蔓延规律与控制方法研究中国铁道科学研究院152高海拔铁路隧道火灾研究基础2.1铁路列车火灾热释放速率可燃物的燃烧大多经历两种不同的过程：一种是受热、气化、热分解等阶段；另一种是受热、溶解、蒸发、和热分解等阶段。当可热分解产生的燃气体浓度达到燃烧极限时，燃烧才能进行。由于可燃物的分解结构、物理形式以及火灾的形成条件并不相同，其燃烧形式也存在差异，大体可以分为蒸发燃烧、分解燃烧、表面燃烧以及阴燃四种形式。如图4所示，物质燃烧的必要条件是：可燃物、氧化剂和热源（引火源）。就隧道火灾而言，氧化剂主要指氧气，热源可以是明火、摩擦、电火花、高温。可燃物主要是列车可燃物，隧道内附属设施中的可燃物可以忽略不计。图4燃烧“三角形”Figure4Combustion"triangle"热释放速率（HRR）是单位时间内材料燃烧时所释放的能量，是火灾学中表征火灾大小和预测火灾危险程度的重要物理量。如图5所示为常见火灾的热释放速率随时间的变化规律[74]。隧道内列车火灾热释放速率取值是铁路隧道防灾系统设计的基础，合理设置列车火灾热释放速率是铁路隧道火灾模拟分析的前提和难点。火灾的发展依次经历以下四个阶段：阴燃阶段、初期增长阶段、充分发展阶段、衰退阶段[75]。通常情况下，火灾增长阶段和充分发展阶段最能反映火灾的特征及危险性，是我们的研究重点。
【参考文献】：
期刊论文
[1]高海拔大规模铁路隧道群防灾疏散救援工程关键技术探讨[J]. 王明年,郭晓晗,崔鹏,于丽. 现代隧道技术. 2020(01)
[2]高海拔双向行车公路隧道火灾控烟风速研究[J]. 白赟,张先富,严晓楠,曾艳华. 地下空间与工程学报. 2019(01)
[3]一维简化模型地铁列车火灾热释放速率[J]. 李竞岌,李宏文,雒世骏,张昊. 消防科学与技术. 2018(12)
[4]西藏林芝某特长公路隧道排烟安全方案研究[J]. 翟军校. 消防界(电子版). 2018(20)
[5]对《铁路隧道防灾疏散救援工程设计规范》主要技术标准的解析[J]. 马志富,安玉红. 铁道标准设计. 2018(09)
[6]高海拔隧道通风、供氧、防灾与节能技术的发展[J]. 王明年,李琦,于丽,何佳银,蔡闽金. 隧道建设. 2017(10)
[7]高海拔隧道全尺寸火灾烟气及温度场特征试验研究[J]. 郭庆华,闫治国,朱合华. 土木工程学报. 2017(08)
[8]基于统计原理的铁路隧道运营期灾害类型及防灾对策研究[J]. 李奎,王志强. 隧道建设. 2017(02)
[9]铁路隧道旅客列车火灾热释放速率的确定方法[J]. 代仲宇,于丽,王明年,赵勇,罗欣宇. 铁道标准设计. 2017(01)
[10]海拔效应对隧道火灾特性影响的研究[J]. 黄洋,张英,陈先锋,牛奕. 工业安全与环保. 2016(08)
博士论文
[1]特长高速铁路隧道火灾人员疏散研究[D]. 李修柏.中南大学 2013
[2]火灾安全设计中参数不确定性分析及耦合风险的设计方法研究[D]. 孔得朋.中国科学技术大学 2013
[3]高海拔特长铁路隧道火灾燃烧特性与安全疏散研究[D]. 张念.北京交通大学 2012
[4]含救援站特长隧道火灾特性及烟气控制研究[D]. 李颖臻.西南交通大学 2010
硕士论文
[1]地铁区间隧道火灾烟气流动特性及人员疏散研究[D]. 朱庆松.安徽工业大学 2019
[2]复杂城市公路隧道烟气控制研究[D]. 王治盛.天津商业大学 2018
[3]考虑活塞风作用下铁路隧道救援站火灾烟气控制试验研究[D]. 刘科麟.西南交通大学 2018
[4]阻塞效应下隧道火灾烟气蔓延及温度分布特性研究[D]. 赵国胜.西安建筑科技大学 2017
[5]地铁车辆火灾热释放速率计算方法研究[D]. 朱中杰.西南交通大学 2016
[6]双洞铁路隧道紧急救援站半横向通风排烟技术研究[D]. 罗欣宇.西南交通大学 2016
[7]高速列车热释放速率研究[D]. 王建帆.西南交通大学 2015
[8]平安隧道救援站排烟模式与人员疏散研究[D]. 黄超.西南交通大学 2015
[9]巴朗山高海拔单洞对向交通公路隧道火灾疏散救援研究[D]. 陈汉波.西南交通大学 2014
[10]特长铁路隧道救援站火灾半横向排烟技术研究[D]. 何省.西南交通大学 2013
本文编号：2954076
【文章来源】：中国铁道科学研究院北京市
【文章页数】：136 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图22008年宝成线隧道火灾事故图
技术路线图
高海拔特长铁路隧道烟气蔓延规律与控制方法研究中国铁道科学研究院152高海拔铁路隧道火灾研究基础2.1铁路列车火灾热释放速率可燃物的燃烧大多经历两种不同的过程：一种是受热、气化、热分解等阶段；另一种是受热、溶解、蒸发、和热分解等阶段。当可热分解产生的燃气体浓度达到燃烧极限时，燃烧才能进行。由于可燃物的分解结构、物理形式以及火灾的形成条件并不相同，其燃烧形式也存在差异，大体可以分为蒸发燃烧、分解燃烧、表面燃烧以及阴燃四种形式。如图4所示，物质燃烧的必要条件是：可燃物、氧化剂和热源（引火源）。就隧道火灾而言，氧化剂主要指氧气，热源可以是明火、摩擦、电火花、高温。可燃物主要是列车可燃物，隧道内附属设施中的可燃物可以忽略不计。图4燃烧“三角形”Figure4Combustion"triangle"热释放速率（HRR）是单位时间内材料燃烧时所释放的能量，是火灾学中表征火灾大小和预测火灾危险程度的重要物理量。如图5所示为常见火灾的热释放速率随时间的变化规律[74]。隧道内列车火灾热释放速率取值是铁路隧道防灾系统设计的基础，合理设置列车火灾热释放速率是铁路隧道火灾模拟分析的前提和难点。火灾的发展依次经历以下四个阶段：阴燃阶段、初期增长阶段、充分发展阶段、衰退阶段[75]。通常情况下，火灾增长阶段和充分发展阶段最能反映火灾的特征及危险性，是我们的研究重点。
【参考文献】：
期刊论文
[1]高海拔大规模铁路隧道群防灾疏散救援工程关键技术探讨[J]. 王明年,郭晓晗,崔鹏,于丽. 现代隧道技术. 2020(01)
[2]高海拔双向行车公路隧道火灾控烟风速研究[J]. 白赟,张先富,严晓楠,曾艳华. 地下空间与工程学报. 2019(01)
[3]一维简化模型地铁列车火灾热释放速率[J]. 李竞岌,李宏文,雒世骏,张昊. 消防科学与技术. 2018(12)
[4]西藏林芝某特长公路隧道排烟安全方案研究[J]. 翟军校. 消防界(电子版). 2018(20)
[5]对《铁路隧道防灾疏散救援工程设计规范》主要技术标准的解析[J]. 马志富,安玉红. 铁道标准设计. 2018(09)
[6]高海拔隧道通风、供氧、防灾与节能技术的发展[J]. 王明年,李琦,于丽,何佳银,蔡闽金. 隧道建设. 2017(10)
[7]高海拔隧道全尺寸火灾烟气及温度场特征试验研究[J]. 郭庆华,闫治国,朱合华. 土木工程学报. 2017(08)
[8]基于统计原理的铁路隧道运营期灾害类型及防灾对策研究[J]. 李奎,王志强. 隧道建设. 2017(02)
[9]铁路隧道旅客列车火灾热释放速率的确定方法[J]. 代仲宇,于丽,王明年,赵勇,罗欣宇. 铁道标准设计. 2017(01)
[10]海拔效应对隧道火灾特性影响的研究[J]. 黄洋,张英,陈先锋,牛奕. 工业安全与环保. 2016(08)
博士论文
[1]特长高速铁路隧道火灾人员疏散研究[D]. 李修柏.中南大学 2013
[2]火灾安全设计中参数不确定性分析及耦合风险的设计方法研究[D]. 孔得朋.中国科学技术大学 2013
[3]高海拔特长铁路隧道火灾燃烧特性与安全疏散研究[D]. 张念.北京交通大学 2012
[4]含救援站特长隧道火灾特性及烟气控制研究[D]. 李颖臻.西南交通大学 2010
硕士论文
[1]地铁区间隧道火灾烟气流动特性及人员疏散研究[D]. 朱庆松.安徽工业大学 2019
[2]复杂城市公路隧道烟气控制研究[D]. 王治盛.天津商业大学 2018
[3]考虑活塞风作用下铁路隧道救援站火灾烟气控制试验研究[D]. 刘科麟.西南交通大学 2018
[4]阻塞效应下隧道火灾烟气蔓延及温度分布特性研究[D]. 赵国胜.西安建筑科技大学 2017
[5]地铁车辆火灾热释放速率计算方法研究[D]. 朱中杰.西南交通大学 2016
[6]双洞铁路隧道紧急救援站半横向通风排烟技术研究[D]. 罗欣宇.西南交通大学 2016
[7]高速列车热释放速率研究[D]. 王建帆.西南交通大学 2015
[8]平安隧道救援站排烟模式与人员疏散研究[D]. 黄超.西南交通大学 2015
[9]巴朗山高海拔单洞对向交通公路隧道火灾疏散救援研究[D]. 陈汉波.西南交通大学 2014
[10]特长铁路隧道救援站火灾半横向排烟技术研究[D]. 何省.西南交通大学 2013
本文编号：2954076
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