不同环境条件下隧道火灾燃烧和烟气运动特性研究
发布时间：2021-10-11 17:09
随着经济的发展和人员出行的需要,交通隧道数量与日俱增。隧道交通在给我们带来便利的同时,隧道火灾也造成了严重的生命和财产损失。深刻认识不同环境条件下隧道火灾燃烧和烟气运动特性,对于实际隧道火灾防治、保障隧道火灾中人员生命和财产安全具有重要的现实意义。本文针对前人在隧道火灾和烟气特性研究方面的不足,采用小尺寸实验、理论分析、数值模拟和实验对比验证相结合的方法,开展了纵向风、侧壁限制和低环境压强等环境条件下隧道火灾燃烧和烟气运动特性的研究。通过小尺寸隧道火灾模拟实验,研究了纵向风和侧壁限制共同作用对丙烷气体火火焰形态和热传递特性的影响。首先,实验结果表明,不同火源位置（中心线火和贴壁火）下,火焰倾角均随风速增加先快速增加、然后缓慢增加的变化规律,对比分析了两种火源位置下火焰形态的差异。对比研究了两种不同火源位置下贴地火焰长度随风速的演变规律,分析了火焰受力机制的变化。以无风条件下火焰长度作为参考,建立了不同火源位置下贴地火焰长度关系式。其次,对比研究了不同火源位置下火源下游地面附近的辐射热流密度分布和温升分布。在较强纵向风作用下,火源下游地面附近纵向辐射热流密度和温升均随着与火源中心距离的增...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：156 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１晋济高速岩后隧道火灾事故（来源：百度图片）??１??
?绪?论???２０１７年５月９日，山东威海市环翠区陶家夼隧道发生重大火灾交通事故，??一辆校车追尾并起火。事故造成１１名儿童、１名教师和１名司机遇难。??ｉ—亂??图１．２陶家夼隧道火灾事故（来源：百度图片）??２０１７年５月２３日，河北张石高速公路浮图峪五号隧道，一辆罐车发生爆??炸起火，并引燃前后５辆运煤车燃烧，造成１２人死亡，８辆货车、１辆小客车??受损。??图１．３张石高速公路浮图峪五号隧道火灾爆炸事故（来源：百度图片）??２０１９年８月２７日，在浙江台州Ｇ１５沈海高速猫狸岭隧道内，一辆重型普??通半挂车自燃起火，造成５人死亡和３１人受伤（其中１５人重伤），直接经济损??失达５００余万元。事故后统计发现，遇难人员均为吸入烟气室息而亡。??ＢＢＩＨＩＨＩ??图１．４猫狸岭隧道火灾事故（来源：百度图片）??２??
?绪?论???隧道火灾烟气的运动阶段划分、顶棚下方烟气温度分布和烟气质量输运特性以??及纵向风条件下的烟气控制效果的影响，建立的关键参数的关系式，然后通过??与前人的实验数据进行对比验证，得出可靠的研宄结果。??具体的技术路线如图１．５所示。??不同环境条件下隧道火灾燃烧和烟气运动特性研宄??Ｈ?”??????????侧壁限制纵向风ｐ？低环境压强??ｂ?Ｉ?ｍｍｍｍｍ?ｍｍｍｍｍｍ?ｐ?｜??丨小尺寸实验丨?理论分析?丨数值模拟丨?实验对比??ＷＭ?■■■■■？?ＨＭＭＭ?Ｊ?ＨＨＭＭ?ｉｍｍｍｍ?ｍｈＩ?ｍｍｍｍｍＬ?Ｋｍｈｍｈ?ｍｍｈｍｂ?ｍｍｍｍｍ?ｍｍｍｍ???；；????；；??Ｔ??；；???；；???稳态燃烧器火＂Ｉ?［稳定液面池火ｊ?＾烟气控制］?［烟气运动特性??Ｖ?〃?ｕ??＾?１?＾?／?＼?＼?（?Ｎ??火焰形态特性?燃烧速率?临界控制风速?烟气运动阶段??热辐射特性?燃料热反馈?烟气逆流距离?顶棚烟气温度??温度分布?烟气质量输运??Ｖ???＇?＼?Ｊ?／?Ｖ?ｙ??图１．５技术路线图??１．５本文的章节安排??本论文的主要内容分为六个章节，各章节安排如下：??第１章是绪论。首先，介绍了隧道应用的发展现状、隧道火灾事故案例和??实际隧道火灾中存在的部分重要环境条件。其次，介绍了纵向风、侧壁限制和??低压环境压强三种不同环境条件下火灾火焰形态特性、燃烧特性、热量传递特??性和烟气运动特性的研宄现状，指出了各环境条件下隧道火灾研宄的不足。最??后，提出了本论文的主要研宄目标和内容，
【参考文献】：
期刊论文
[1]截至2019年底中国铁路隧道情况统计[J]. 田四明,巩江峰. 隧道建设(中英文). 2020(02)
[2]中国10 km以上超长公路隧道统计[J]. 罗刚. 隧道建设(中英文). 2019(08)
[3]长通道内烟气层水平蔓延阶段的质量卷吸速率实验研究[J]. 纪杰,霍然,张英,钟委,胡隆华. 中国科学技术大学学报. 2009(07)
博士论文
[1]隧道内受限火羽流行为特征及竖井自然排烟机理研究[D]. 高子鹤.中国科学技术大学 2016
[2]隧道火灾发展特性及竖井自然排烟方法研究[D]. 范传刚.中国科学技术大学 2015
[3]高原低压低氧对池火燃烧与火焰图像特征的影响机制[D]. 涂然.中国科学技术大学 2012
[4]狭长受限空间火灾烟气分层与卷吸特性研究[D]. 阳东.中国科学技术大学 2010
[5]地铁站火灾烟气流动及通风控制模式研究[D]. 纪杰.中国科学技术大学 2008
[6]地铁站火灾烟气流动特性及控制方法研究[D]. 钟委.中国科学技术大学 2007
本文编号：3430929
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：156 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１晋济高速岩后隧道火灾事故（来源：百度图片）??１??
?绪?论???２０１７年５月９日，山东威海市环翠区陶家夼隧道发生重大火灾交通事故，??一辆校车追尾并起火。事故造成１１名儿童、１名教师和１名司机遇难。??ｉ—亂??图１．２陶家夼隧道火灾事故（来源：百度图片）??２０１７年５月２３日，河北张石高速公路浮图峪五号隧道，一辆罐车发生爆??炸起火，并引燃前后５辆运煤车燃烧，造成１２人死亡，８辆货车、１辆小客车??受损。??图１．３张石高速公路浮图峪五号隧道火灾爆炸事故（来源：百度图片）??２０１９年８月２７日，在浙江台州Ｇ１５沈海高速猫狸岭隧道内，一辆重型普??通半挂车自燃起火，造成５人死亡和３１人受伤（其中１５人重伤），直接经济损??失达５００余万元。事故后统计发现，遇难人员均为吸入烟气室息而亡。??ＢＢＩＨＩＨＩ??图１．４猫狸岭隧道火灾事故（来源：百度图片）??２??
?绪?论???隧道火灾烟气的运动阶段划分、顶棚下方烟气温度分布和烟气质量输运特性以??及纵向风条件下的烟气控制效果的影响，建立的关键参数的关系式，然后通过??与前人的实验数据进行对比验证，得出可靠的研宄结果。??具体的技术路线如图１．５所示。??不同环境条件下隧道火灾燃烧和烟气运动特性研宄??Ｈ?”??????????侧壁限制纵向风ｐ？低环境压强??ｂ?Ｉ?ｍｍｍｍｍ?ｍｍｍｍｍｍ?ｐ?｜??丨小尺寸实验丨?理论分析?丨数值模拟丨?实验对比??ＷＭ?■■■■■？?ＨＭＭＭ?Ｊ?ＨＨＭＭ?ｉｍｍｍｍ?ｍｈＩ?ｍｍｍｍｍＬ?Ｋｍｈｍｈ?ｍｍｈｍｂ?ｍｍｍｍｍ?ｍｍｍｍ???；；????；；??Ｔ??；；???；；???稳态燃烧器火＂Ｉ?［稳定液面池火ｊ?＾烟气控制］?［烟气运动特性??Ｖ?〃?ｕ??＾?１?＾?／?＼?＼?（?Ｎ??火焰形态特性?燃烧速率?临界控制风速?烟气运动阶段??热辐射特性?燃料热反馈?烟气逆流距离?顶棚烟气温度??温度分布?烟气质量输运??Ｖ???＇?＼?Ｊ?／?Ｖ?ｙ??图１．５技术路线图??１．５本文的章节安排??本论文的主要内容分为六个章节，各章节安排如下：??第１章是绪论。首先，介绍了隧道应用的发展现状、隧道火灾事故案例和??实际隧道火灾中存在的部分重要环境条件。其次，介绍了纵向风、侧壁限制和??低压环境压强三种不同环境条件下火灾火焰形态特性、燃烧特性、热量传递特??性和烟气运动特性的研宄现状，指出了各环境条件下隧道火灾研宄的不足。最??后，提出了本论文的主要研宄目标和内容，
【参考文献】：
期刊论文
[1]截至2019年底中国铁路隧道情况统计[J]. 田四明,巩江峰. 隧道建设(中英文). 2020(02)
[2]中国10 km以上超长公路隧道统计[J]. 罗刚. 隧道建设(中英文). 2019(08)
[3]长通道内烟气层水平蔓延阶段的质量卷吸速率实验研究[J]. 纪杰,霍然,张英,钟委,胡隆华. 中国科学技术大学学报. 2009(07)
博士论文
[1]隧道内受限火羽流行为特征及竖井自然排烟机理研究[D]. 高子鹤.中国科学技术大学 2016
[2]隧道火灾发展特性及竖井自然排烟方法研究[D]. 范传刚.中国科学技术大学 2015
[3]高原低压低氧对池火燃烧与火焰图像特征的影响机制[D]. 涂然.中国科学技术大学 2012
[4]狭长受限空间火灾烟气分层与卷吸特性研究[D]. 阳东.中国科学技术大学 2010
[5]地铁站火灾烟气流动及通风控制模式研究[D]. 纪杰.中国科学技术大学 2008
[6]地铁站火灾烟气流动特性及控制方法研究[D]. 钟委.中国科学技术大学 2007
本文编号：3430929
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