公路隧道内纵向通风对火灾参数影响的试验研究
发布时间：2021-10-30 01:30
公路隧道发生火灾时易造成严重后果,纵向通风作为火场排烟降温的常用措施会改变燃烧的火源功率及相关火灾参数,影响公路隧道通风排烟的设计。利用按照弗洛德相似性原理自行设计建造的公路隧道火灾烟气输运特性研究试验台,研究了不同纵向通风风速下燃料火源功率、火焰形状和烟气层高度、距火源2 m人眼高度处一氧化碳体积分数、隧道横截面竖向温度及隧道纵向人眼高度处温度的变化规律。结果表明,所研究的火灾参数与纵向通风之间呈现非线性变化关系,火源功率在纵向通风作用下出现"双驼峰"现象,随风速增大,火源功率、火焰主体长度与亮度的变化规律相似,平均燃烧速度与一氧化碳体积分数、温度变化规律一致。
【文章来源】：安全与环境学报. 2017,17(05)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
公路隧道火灾烟气输运特性研究试验台Fig．1Testrigofstudyonthetransportpropertiesoffire
火源功率为7.9kW，应使用面积为0.0195m2的油盘，因此采用0.14m×0.14m正方形油盘，燃料为汽油。1.4试验测量系统试验测量系统主要由上海仪表集团公司生产的WＲNK－491铠装热电偶、深圳市托普瑞电子有限公司生产的TP700多路数据记录仪、索尼HDＲ－PJ760高清数码摄像机、北京华控兴达传感技术有限公司生产的HSTL－CO一氧化碳浓度传感器、台湾泰仕电子工业股份有限公司生产的TES－1340热线式风速计、舜宇横平JA50002精密电子天平、南京来创激光科技有限公司生产的激光片光源等设备组成。试验台及测量系统布置情况见图2。1.4.1温度的测量试验中采用上海仪表集团公司生产的WＲNK－491铠装热电偶测量温度分布，测量时将热电偶采集到的数据传输到数据记录仪;在距离试验台入口端0.5m、1.5m、2.5m、3.5m、4.5m处从上至下安装了5根热电偶，每根热电偶高度间隔0.1m，本文试验主要用到T41～T45、T24、T34、T54热电偶。1.4.2风速的测量根据弗洛德相似模拟，试验中纵向通风由放置在试验台图2隧道试验台试验设备布置情况Fig．2Arrangementofexperimentalequipmentoftestrigattunnel入口端、距试验台顶部0.1m、直径为10cm的风机提供，风机可通过调节器进行风速调节。本文根据火焰形状在油盘所在横截面选取了如图3所示的7个风速测量点，利用TES－1340热线式风速计进行测量，风机该档风速即为7个测点的平均风速。1.4.3质量损失速率的测量燃料质量损失速率是通过设置在试验台底部的JA50002精密电子天平测量得到的，电子天平直接与电脑相连，通过电脑软件获取实时数据。电子天平放置在距试验台入口端1.5m处，其与油盘之间通过工字形支架相连，并在支架与电子天平之间放置隔热板，防止燃烧过程中油盘温度过高而损坏电子天平。1.4.4一氧?
装热电偶测量温度分布，测量时将热电偶采集到的数据传输到数据记录仪;在距离试验台入口端0.5m、1.5m、2.5m、3.5m、4.5m处从上至下安装了5根热电偶，每根热电偶高度间隔0.1m，本文试验主要用到T41～T45、T24、T34、T54热电偶。1.4.2风速的测量根据弗洛德相似模拟，试验中纵向通风由放置在试验台图2隧道试验台试验设备布置情况Fig．2Arrangementofexperimentalequipmentoftestrigattunnel入口端、距试验台顶部0.1m、直径为10cm的风机提供，风机可通过调节器进行风速调节。本文根据火焰形状在油盘所在横截面选取了如图3所示的7个风速测量点，利用TES－1340热线式风速计进行测量，风机该档风速即为7个测点的平均风速。1.4.3质量损失速率的测量燃料质量损失速率是通过设置在试验台底部的JA50002精密电子天平测量得到的，电子天平直接与电脑相连，通过电脑软件获取实时数据。电子天平放置在距试验台入口端1.5m处，其与油盘之间通过工字形支架相连，并在支架与电子天平之间放置隔热板，防止燃烧过程中油盘温度过高而损坏电子天平。1.4.4一氧化碳体积分数的测量烟气一氧化碳体积分数是通过HSTL－CO一氧化碳浓度传感器测量的，传感器通过集线器和232/485转换器与电脑连接，并可通过电脑软件获得实时试验数据;一氧化碳传感器放置在距试验台入口端3.5m、距试验台底18cm处(人眼高度)。1.4.5其他索尼HDＲ－PJ760高清数码摄像机放置在试验台一侧，用于拍摄试验过程中烟气的运动情况;激光片光源放置在隧道的出口端，向试验台内竖向发射激光，观察烟气的运动状态。2试验结果与讨论2.1纵向通风对火源功率的影响试验中火源功率是通过电子天平测量的燃料质量损失速率计算得到的，通过燃料质量损失速率曲线计算火源功率的公式为?Q=η
【参考文献】：
期刊论文
[1]公路隧道防火技术研究现状及火灾防控对策分析[J]. 潘翀. 山西建筑. 2015(03)
[2]纵向通风条件下对隧道内烟气运动影响因素的实验研究[J]. 刘晓阳,李炎锋,李俊梅,赵明星,孙晓龙. 中国安全生产科学技术. 2012(04)
[3]国内外公路隧道火灾排烟设计理念比较[J]. 吴德兴,李伟平,郑国平. 公路交通技术. 2008(05)
博士论文
[1]长通道内火灾烟气中一氧化碳生成和分布规律的研究[D]. 张甲雷.中国科学技术大学 2012
[2]公路隧道火灾中纵向风对燃烧及烟气流动影响的研究[D]. 彭伟.中国科学技术大学 2008
硕士论文
[1]不同排烟条件下通道内火灾烟气的输运特性研究[D]. 蒋亚强.中国科学技术大学 2009
[2]长大公路隧道纵向通风数值模拟研究[D]. 王永东.长安大学 2000
本文编号：3465777
【文章来源】：安全与环境学报. 2017,17(05)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
公路隧道火灾烟气输运特性研究试验台Fig．1Testrigofstudyonthetransportpropertiesoffire
火源功率为7.9kW，应使用面积为0.0195m2的油盘，因此采用0.14m×0.14m正方形油盘，燃料为汽油。1.4试验测量系统试验测量系统主要由上海仪表集团公司生产的WＲNK－491铠装热电偶、深圳市托普瑞电子有限公司生产的TP700多路数据记录仪、索尼HDＲ－PJ760高清数码摄像机、北京华控兴达传感技术有限公司生产的HSTL－CO一氧化碳浓度传感器、台湾泰仕电子工业股份有限公司生产的TES－1340热线式风速计、舜宇横平JA50002精密电子天平、南京来创激光科技有限公司生产的激光片光源等设备组成。试验台及测量系统布置情况见图2。1.4.1温度的测量试验中采用上海仪表集团公司生产的WＲNK－491铠装热电偶测量温度分布，测量时将热电偶采集到的数据传输到数据记录仪;在距离试验台入口端0.5m、1.5m、2.5m、3.5m、4.5m处从上至下安装了5根热电偶，每根热电偶高度间隔0.1m，本文试验主要用到T41～T45、T24、T34、T54热电偶。1.4.2风速的测量根据弗洛德相似模拟，试验中纵向通风由放置在试验台图2隧道试验台试验设备布置情况Fig．2Arrangementofexperimentalequipmentoftestrigattunnel入口端、距试验台顶部0.1m、直径为10cm的风机提供，风机可通过调节器进行风速调节。本文根据火焰形状在油盘所在横截面选取了如图3所示的7个风速测量点，利用TES－1340热线式风速计进行测量，风机该档风速即为7个测点的平均风速。1.4.3质量损失速率的测量燃料质量损失速率是通过设置在试验台底部的JA50002精密电子天平测量得到的，电子天平直接与电脑相连，通过电脑软件获取实时数据。电子天平放置在距试验台入口端1.5m处，其与油盘之间通过工字形支架相连，并在支架与电子天平之间放置隔热板，防止燃烧过程中油盘温度过高而损坏电子天平。1.4.4一氧?
装热电偶测量温度分布，测量时将热电偶采集到的数据传输到数据记录仪;在距离试验台入口端0.5m、1.5m、2.5m、3.5m、4.5m处从上至下安装了5根热电偶，每根热电偶高度间隔0.1m，本文试验主要用到T41～T45、T24、T34、T54热电偶。1.4.2风速的测量根据弗洛德相似模拟，试验中纵向通风由放置在试验台图2隧道试验台试验设备布置情况Fig．2Arrangementofexperimentalequipmentoftestrigattunnel入口端、距试验台顶部0.1m、直径为10cm的风机提供，风机可通过调节器进行风速调节。本文根据火焰形状在油盘所在横截面选取了如图3所示的7个风速测量点，利用TES－1340热线式风速计进行测量，风机该档风速即为7个测点的平均风速。1.4.3质量损失速率的测量燃料质量损失速率是通过设置在试验台底部的JA50002精密电子天平测量得到的，电子天平直接与电脑相连，通过电脑软件获取实时数据。电子天平放置在距试验台入口端1.5m处，其与油盘之间通过工字形支架相连，并在支架与电子天平之间放置隔热板，防止燃烧过程中油盘温度过高而损坏电子天平。1.4.4一氧化碳体积分数的测量烟气一氧化碳体积分数是通过HSTL－CO一氧化碳浓度传感器测量的，传感器通过集线器和232/485转换器与电脑连接，并可通过电脑软件获得实时试验数据;一氧化碳传感器放置在距试验台入口端3.5m、距试验台底18cm处(人眼高度)。1.4.5其他索尼HDＲ－PJ760高清数码摄像机放置在试验台一侧，用于拍摄试验过程中烟气的运动情况;激光片光源放置在隧道的出口端，向试验台内竖向发射激光，观察烟气的运动状态。2试验结果与讨论2.1纵向通风对火源功率的影响试验中火源功率是通过电子天平测量的燃料质量损失速率计算得到的，通过燃料质量损失速率曲线计算火源功率的公式为?Q=η
【参考文献】：
期刊论文
[1]公路隧道防火技术研究现状及火灾防控对策分析[J]. 潘翀. 山西建筑. 2015(03)
[2]纵向通风条件下对隧道内烟气运动影响因素的实验研究[J]. 刘晓阳,李炎锋,李俊梅,赵明星,孙晓龙. 中国安全生产科学技术. 2012(04)
[3]国内外公路隧道火灾排烟设计理念比较[J]. 吴德兴,李伟平,郑国平. 公路交通技术. 2008(05)
博士论文
[1]长通道内火灾烟气中一氧化碳生成和分布规律的研究[D]. 张甲雷.中国科学技术大学 2012
[2]公路隧道火灾中纵向风对燃烧及烟气流动影响的研究[D]. 彭伟.中国科学技术大学 2008
硕士论文
[1]不同排烟条件下通道内火灾烟气的输运特性研究[D]. 蒋亚强.中国科学技术大学 2009
[2]长大公路隧道纵向通风数值模拟研究[D]. 王永东.长安大学 2000
本文编号：3465777
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