水下隧道火灾烟气蔓延与控制研究
发布时间：2021-05-20 06:43
水下隧道较普通隧道具有更加复杂的结构、更少的出入口及更强的封闭性,位置也具有特殊性,决定了其火灾危害更加巨大、疏散救援工作更加困难,因此进行水下隧道火灾烟气控制研究对隧道火灾安全具有重要意义。基于水下隧道离岸水平区段,从临界风速与烟气逆流长度这两大隧道通风防灾关键参数着手,在火源位于隧道纵向中央情况下,通过理论分析、数值模拟方法对火灾烟气蔓延与控制问题进行了研究。主要研究工作及成果如下:（1）提出了考虑隧道长度的计算模型。通过理论研究及无量纲分析,并结合数值模拟结果,发现临界风速随隧道长度增加而增长,但增长速率据火源热释放速率Q大小有所区别:各因素在无量纲状态情况下,若Q*低于或等于0.15,所需的临界纵向送风风速与隧道长度的1/41次方成线性关系,反之（Q*高于0.15）,临界纵向送风风速与隧道长度的1/25次方成线性关系。（2）在在侧部点式排烟方式下（存在纵向送风）,分析数值模拟结果发现,侧部排烟口在火源下游时,排烟口的设置高度为7m、排烟风量为140m3、排烟口面积为3m2时所产生的排烟效果较...
【文章来源】：武汉科技大学湖北省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 水下隧道发展及火灾危害
1.1.2 水下隧道火灾烟气控制
1.2 研究现状
1.2.1 国内外研究现状
1.2.2 研究现状评述
1.3 研究路线及内容
第2章 纵向通风下隧道长度对临界风速的影响分析
2.1 临界风速量纲分析
2.2 数值模拟
2.2.1 FDS简介
2.2.2 隧道模型及工况设置
2.2.3 网格敏感性分析
2.2.4 临界风速确定方法
2.3 模拟结果与分析
2.3.1 火源热释放速率变化对临界风速影响
2.3.2 隧道长度变化对临界风速影响
2.3.3 无量纲公式的确定
2.3.4 模型对比
2.4 本章小结
第3章 侧部点式排烟设置参数优化研究
3.1 数值模拟
3.1.1 数值模型
3.1.2 网格敏感性分析
3.1.3 工况设置
3.1.4 烟气蔓延情况判定
3.2 结果与分析
3.2.1 排烟口设置高度的影响
3.2.2 排烟口排烟风量的影响
3.2.3 排烟口面积的影响
3.3 本章小结
第4章 侧部点式排烟隧道火灾烟气逆流研究
4.1 理论分析
4.2 数值模拟
4.2.1 数值模型
4.2.2 网格敏感性分析
4.2.3 工况设置
4.2.4 烟气逆流长度判定
4.3 结果与分析
4.3.1 火源热释放速率Q的影响
4.3.2 纵向风速Vin的影响
4.3.3 排烟口排烟风量V的影响
4.3.4 排烟口距火源距离d的影响
4.3.5 预测模型的建立
4.3.6 模型对比
4.4 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]国内公路隧道运营期交通事故统计及伤亡状况评价[J]. 申艳军,杨阳,邹晓龙,王永志,侯新,张欢. 隧道建设(中英文). 2018(04)
[2]车辆阻塞效应下公路隧道火灾临界风速[J]. 梁华刚,谢冰雪,庞丽琴. 消防科学与技术. 2017(11)
[3]大坡度隧道临界风速的数值模拟和实验研究[J]. 李俊梅,许鹏,李炎锋,黄宗浩,田洋,赵宇航. 北京工业大学学报. 2017(11)
[4]铁路隧道横通道临界风速研究[J]. 姜学鹏,张剑高,何超,王洁. 中国铁道科学. 2017(04)
[5]公路隧道火灾事故统计分析及防灾减灾对策[J]. 赖金星,周慧,程飞,汪珂,冯志华. 隧道建设. 2017(04)
[6]阻塞物对矿井火灾临界风速影响研究[J]. 张洪杰,丁玉洁,姜学鹏. 安全与环境学报. 2016(06)
[7]地铁区间隧道半横向通风排烟方式对排烟效果的影响[J]. 朱常琳,李昂,王立军. 安全与环境学报. 2016(06)
[8]弧形公路隧道临界风速数值模拟研究[J]. 刘明. 消防科学与技术. 2016(12)
[9]铁路隧道火灾特性分析及灭火救援[J]. 高绍钰. 中国科技信息. 2016(22)
[10]隧道火灾临界风速影响因素模拟研究[J]. 黄有波,吕淑然,杨凯. 消防科学与技术. 2015(07)
博士论文
[1]海底沉管隧道火灾烟气运动特性研究[D]. 徐湃.重庆交通大学 2014
[2]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]基于FDS的公路隧道火灾通风研究[D]. 陈立业.长安大学 2018
[2]妈湾跨海隧道排烟技术及人员疏散研究[D]. 张先富.西南交通大学 2017
[3]特长公路运营隧道纵向通风形式下火灾烟气蔓延规律研究[D]. 宋云龙.四川师范大学 2015
[4]特长海底沉管隧道火灾应急救援研究[D]. 王冲.中南大学 2014
[5]特长水下铁路隧道火灾蔓延规律的模型试验研究[D]. 李冬.中南大学 2010
[6]组合通风方式越江隧道火灾的数值模拟[D]. 梁园.西南交通大学 2007
本文编号：3197289
【文章来源】：武汉科技大学湖北省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 水下隧道发展及火灾危害
1.1.2 水下隧道火灾烟气控制
1.2 研究现状
1.2.1 国内外研究现状
1.2.2 研究现状评述
1.3 研究路线及内容
第2章 纵向通风下隧道长度对临界风速的影响分析
2.1 临界风速量纲分析
2.2 数值模拟
2.2.1 FDS简介
2.2.2 隧道模型及工况设置
2.2.3 网格敏感性分析
2.2.4 临界风速确定方法
2.3 模拟结果与分析
2.3.1 火源热释放速率变化对临界风速影响
2.3.2 隧道长度变化对临界风速影响
2.3.3 无量纲公式的确定
2.3.4 模型对比
2.4 本章小结
第3章 侧部点式排烟设置参数优化研究
3.1 数值模拟
3.1.1 数值模型
3.1.2 网格敏感性分析
3.1.3 工况设置
3.1.4 烟气蔓延情况判定
3.2 结果与分析
3.2.1 排烟口设置高度的影响
3.2.2 排烟口排烟风量的影响
3.2.3 排烟口面积的影响
3.3 本章小结
第4章 侧部点式排烟隧道火灾烟气逆流研究
4.1 理论分析
4.2 数值模拟
4.2.1 数值模型
4.2.2 网格敏感性分析
4.2.3 工况设置
4.2.4 烟气逆流长度判定
4.3 结果与分析
4.3.1 火源热释放速率Q的影响
4.3.2 纵向风速Vin的影响
4.3.3 排烟口排烟风量V的影响
4.3.4 排烟口距火源距离d的影响
4.3.5 预测模型的建立
4.3.6 模型对比
4.4 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]国内公路隧道运营期交通事故统计及伤亡状况评价[J]. 申艳军,杨阳,邹晓龙,王永志,侯新,张欢. 隧道建设(中英文). 2018(04)
[2]车辆阻塞效应下公路隧道火灾临界风速[J]. 梁华刚,谢冰雪,庞丽琴. 消防科学与技术. 2017(11)
[3]大坡度隧道临界风速的数值模拟和实验研究[J]. 李俊梅,许鹏,李炎锋,黄宗浩,田洋,赵宇航. 北京工业大学学报. 2017(11)
[4]铁路隧道横通道临界风速研究[J]. 姜学鹏,张剑高,何超,王洁. 中国铁道科学. 2017(04)
[5]公路隧道火灾事故统计分析及防灾减灾对策[J]. 赖金星,周慧,程飞,汪珂,冯志华. 隧道建设. 2017(04)
[6]阻塞物对矿井火灾临界风速影响研究[J]. 张洪杰,丁玉洁,姜学鹏. 安全与环境学报. 2016(06)
[7]地铁区间隧道半横向通风排烟方式对排烟效果的影响[J]. 朱常琳,李昂,王立军. 安全与环境学报. 2016(06)
[8]弧形公路隧道临界风速数值模拟研究[J]. 刘明. 消防科学与技术. 2016(12)
[9]铁路隧道火灾特性分析及灭火救援[J]. 高绍钰. 中国科技信息. 2016(22)
[10]隧道火灾临界风速影响因素模拟研究[J]. 黄有波,吕淑然,杨凯. 消防科学与技术. 2015(07)
博士论文
[1]海底沉管隧道火灾烟气运动特性研究[D]. 徐湃.重庆交通大学 2014
[2]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]基于FDS的公路隧道火灾通风研究[D]. 陈立业.长安大学 2018
[2]妈湾跨海隧道排烟技术及人员疏散研究[D]. 张先富.西南交通大学 2017
[3]特长公路运营隧道纵向通风形式下火灾烟气蔓延规律研究[D]. 宋云龙.四川师范大学 2015
[4]特长海底沉管隧道火灾应急救援研究[D]. 王冲.中南大学 2014
[5]特长水下铁路隧道火灾蔓延规律的模型试验研究[D]. 李冬.中南大学 2010
[6]组合通风方式越江隧道火灾的数值模拟[D]. 梁园.西南交通大学 2007
本文编号：3197289
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