重载铁路隧道火灾特征试验及数值模拟研究

发布时间：2019-12-06 00:39

【摘要】：摘要：重载铁路是用于运载大宗散货的总重大、轴重大的列车、货车行驶或行车密度和运量特大的铁路。具有运能大、效率高、运输成本低等优势。近年来受到了世界各国铁路运输的广泛重视,重载铁路的建设取得了快速发展。然而运载大量可燃物品的列车通过隧道时会带来重载铁路隧道内可燃物高密度、大面积分布,且幽闭的隧道内环境复杂,一旦发生火灾事故,往往会给隧道安全运输带来了极大的损害。本文在湖南省自然科学基金重点项目(编号：12JJ2033)资助下,采用模型试验和数值模拟的方法研究了重载铁路隧道火灾特征。本文主要完成了以下工作： (1)结合重载铁路运输特点,分析了重载铁路隧道内可燃分布特点及火灾危险性,引入隧道通风因子概念,并就三种不同洞口隧道火灾下通风因子进行了理论推导,分别获取了三种洞口隧道火灾轰然后的通风因子、洞口空气卷吸速率表达式。并在此基础之上利用燃料质量损失速率法推导了大面积可燃物着火燃烧达到轰然后火灾热释放速率表达式。 (2)开展了重载铁路隧道缩尺寸模型火灾试验研究,获取了不同火源面积、不同火源位置下,重载铁路隧道内温度场的分布规律,获得了隧道洞口火溢流形状特征,得到了洞口附近位置处辐射热大小。对不同火源面积、不同火源位置下,隧道内温度场的分布规律进行了对比,并分析了造成这种重载铁路隧道内火灾温度场分布规律的影响机理。 (3)建立了重载铁路隧道数值模拟计算模型,运用数值计算的方法研究火源面积大小及火源位置的不同对重载铁路隧道内、洞口处温度场分布影响规律。对数值模拟结果与试验获取结果进行了对比,结果表明,FDS软件对小火源面积隧道火灾模拟结果较为精确合理,而对于火源面积较大的通风控制型隧道火灾,FDS模拟结果存在较大的误差。
【图文】：

重载铁路,运输图

硕士学位论文 1绪论重99734吨的世界纪录。我国第一条重载铁路专线大秦线自1988年底^u通以来，年货运量从当初18660万吨，，到1997年达到57839万吨。2007—2010年，年运量超过了3亿吨，其中最高达到4亿吨，是原设计能力的4倍。而单列运输量也由原来不足万吨不断突破达到2万吨，其中2014年4月2日更是成功完成了满载3万吨重载列车试验运行。中国大秦铁路已成为当今世界上运量最大的重载铁路[47]。

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1984.12.20英国萨米特柂道内0，脱轨引起修复该柂道花了近100万英榜柂道火灾美国斯普诺乌尔隧森林火灾引发列车柂道所有护墙木板被烧毁，柂道结构损1987 11 5道着火毁严重，交通中断15天6辆卡车烧毁，n辆卡车与火车头被烧1996 英法海峡柂道 _坏奥地利kitzsteinhom列车电暖空调过热 .2000.1 ^ ^ , 死亡155人，受伤】8人funicular隧道着火美国洛杉肌洲际公 , 死亡3人，伤10人，失踪1人，5辆货■10岕道车损毁瑞士瓦莱州新普朗 10节满载货物的车柂道厢起火燃烧从表1-1、1-2国内外典型隧道火灾事故统计可以看出，隧道火灾事故仍将是当前及未来柂道安全运营所必须重点考虑的灾害因素。隧道内运载大量可燃物质的列车一旦起火，往往会诱发大面积着火，造成隧道内温度快速升高、随道大面积结构损伤，导致隧道的结构稳定性发生破坏，消防安全度迅速降低。这将严重威胁到随道内人员的生命安全，并导致财产的大量损失。
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U458

【参考文献】