集中排烟隧道火灾烟气扩散特性研究.doc

山东建筑大学硕士学位论文题目 保密论文在解密后遵守此声明。孚 瑃 瑃 篐珻 第露逑路窖唐炔问腃模拟研究 烟气温度衰减风口位置处烟气浓度衰减幅度一风口位置处烟气温度与浓度衰减关系 长为攴鹪殖中鲂保斐怂劳觯净醭怠辆轿车辆轿车损坏，并且隧道结构獾狡苹担盟淼婪獗月；同样位于法国、意大祝暌蛞嬖蚍鹪郑斐人死亡，人，鼍，罔琏道她向通风年境目囤痰啦蓆拧尥鐌境筒阻 全尺度燃烧试验的，主要研究了在不同通风系统下，发生火灾对隧道衬砌结构破坏的影响以及人员能被 山东建筑大学硕士论文内的烟气扩散距离浚煌辏琕、利用氦气空气混合气体类比模拟火源，课题研究的主要内容和目的 山东建筑大学硕士论文 山东建筑大学硕论文理论模型建立所示，在风口下风侧、火源，直接影响火源热烟羽扩散情况。以火源位于隧道横断面中心时为研究背景，在等效风速作用下，抽象出集中排烟隧道烟气扩散两区域模烟气等效风速，I嫌窝唐愫穸龋琸为冷空气层厚度，片为隧道高度，出为微元体长度。 只誓舅詈；旺。，式中：下标“矿、直鸨硎救妊唐愫椭髁髑诘牧鞫L澹籔为压力，锄为热烟气层与风流间的切应力，；为风流与地面、壁面问的切应力，；假定热烟气与风流均已经入阻力平方区。大烟气量，豢谖Q唐康乃跸凳班鵢敝椭棺刺时为自由扩散状 山东建筑大学硕士论文态。为无量纲火灾强度；;鹪智慷龋琄籵为冷空气比热容，；将中相应式子带入式，并将结果整理：公式为集中排烟隧道逆流区域无量纲烟气流动微分方程，热烟气的扩散范围烟气逆流扩散距离 一圭矿尼：墨堡鱼尼：堡垒垦煌瑁畆，卜鎘整理式得：以某长大隧道工程为例，隧道等效隧道断面宽度为容取刃缢傥 山东建筑大学硕士论文痵。痵时乃逐渐趋于恒定。图图丹随变化关系图痵。 山东建筑大学硕士论文近年来，由于计算机技术的蓬勃发展，引导了科学研究的各个领域，成为科研探讨中不可缺少的工具。碈亦取得了巨大进展，因其可靠挈毒陋盟鰆缈 以一吒以一 堡塑呜流黏度；其中，3狾。之前诸多模拟研究中，大多都集中在烟气传播部分而均未考虑燃烧化学反应，一是因为化学燃烧过程非常复杂，不仅包括燃烧，热辐射，湍流等相互作用，还有很多难以模拟的现象，如裂解，气化等；二是因为人们普遍关注对人们生命造成危害的高温烟气，有毒气体等，所以忽略了燃烧反应。火灾的危害主要表现在高温、烟气毒害、缺氧等几个方面，燃烧过程是产生这些危害因素的源泉。燃烧模型的计算结果为烟气的流动性状预测及温度场计算等提供求解条件。因此，燃烧模型在火灾模型中占有基础性的地位。中提供了多种模拟化学反应的方法，如通用有限化学反应速率模型，非预体积热源模型 假定概率密度函数模型是一种混合物组分分数方法，该模型常采用一假定的形式概 山东建筑大学硕士论文为： 山东建筑大学硕士论文由于驮诒诿媸褂镁哂形露然频谋呓缣跫裕员诿娴姆渎黑种情况下，模型可能会是最好的辐射计算方法，当然，如果具有足够多的射线数目，模型的计算结果也可以接受。 式中，F宸湮发射、黑度凳琂为辐射强度，丁为当地气体温度，腝反射和表面的自身辐射： 山东建筑大学硕士论文本章丰要为火灾模拟的基础理论，流体动力学方程包括质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程、组分守恒方程。模拟隧道发生火灾时的烟气运动情况，需要考虑浮运的涡耗散概念模型作为燃烧模型，辐射模型采用模型。 第露逑路窖唐炔问腃模拟研究合工况，预测顶板下方最高烟气温升、烟气浓度及其位置、火焰长度等物理量的变化规信叛趟淼繡模型 山东建筑大学硕士论文向风速、排烟量相同情况下，观察顶板下方热烟气参数变化。当两者相差很小时，网格三其中，。为湍流动能；畚:纳剩籚=谒俣龋籆为常数。边界下游对上游的影响。虑火焰燃烧特性，选用甲烷为燃料，模拟时忽略炭黑辐射影响。设置火源为面火源，边 跗诨旌掀逯兄柿糠质，混合气体温度设其中相关参数设置见表。假定着火点位于上下游排烟风口中间，分别间距 蟆女煌淞魉头缢賛诱导凤速组合工况表 在无风状态下，燃烧时热烟羽先垂直向上扩散，遇到顶板阻挡撞击顶板，之后转变，煌鹪次恢孟頶方气最高蛔浓度如图所示，同一火源位置，不变时，随着增大，来流对火源热烟羽挤压不 由图可知，顶板下方烟气浓度与烟气温度变化规律类似。同一火源位置，不式中，乃为环境温度，籆砺矍榭鱿驴掌兴珻浓度，取。圹赢；毫；： 式中，讨鹞獳鎢、变化軪鹞獳。随、变化圈 表最高烟气温度、浓度偏移距离， 屿让蟆鲁；嵋一进火源骰鎁、如变化固火源鎣变化围 不同火源住置火焰长度 东建筑大学颈论文一吖：霄源唐凭嗬胄诨鹪碆偏移距离，且差值随增大而变大。 学论文以每种工况下顶板下方烟气最高温升为基准，定义沿隧道长度方向烟气温度水平衰瞧， 气温度逐渐降低。同一火源位置槐涫保鹪瓷嫌吻颍鎣，增大，烟气与丈量冷最高温度，未出现在火源正上方。 护笋：，尸妒处。 二器兰二塞兰的水平、垂直衰减幅度。 大学论女荆直鹞猯拈风口位置处烟气温度水平衰减。 彘工。一；订；彘，！；。一芘；一火源风口位置处的温度水平衰减幅度随、变化图见图。 ，组式中，。“为删风口处相对于环境温度的地面上方最高烟气温升取地面处。 山东建筑大学硕士论文流卷吸传热的限制作用，火源露却怪彼蹩煊诨鹪碅。缶，。嵋猳呓簐；色疋。畂孵；灰哦呓 笱柯踷疸鳤风口处岳、变化圉火源缈诟啊阹随、匕变化圈烟气浓度水平衰减瞧 空气稀释烟气烟气浓度逐渐降低。同一火源位置，槐涫保鹪瓷嫌吻颍鎣，增大，沉降加快，浓度水平衰减加快；火源下游区域，随增大，火焰向下游倾斜越大，保缈诳J际懦霾糠掷淇掌于火源以谒淼揽矶确较颍鹪碆顶板下方最高浓度未出现在火源正上方。 笱女源以谒淼揽矶确较颍鹪碆顶板下方最高浓度，未出现在火源正上方。式中，K淼莱确较騴处地面阶罡哐唐龋孛嫔戏处。 矿 山东建筑大学论女次恢胿，不变熘气浓度水平衰减 不同又潭位置风口处烟气温度垂直衰减风口位置处，对于火源不变，随增大时，烟气浓度水平衰减加快；因氦讨 火源风口位置处的浓度水平衰减幅度随，浠技圈鸲风口处品。軭屹变化图 定义烟气浓度度垂直衰减幅度。如图荆直鹞猯风口位置处烟气浓度垂直衰减。该处烟气浓度垂直衰减加快；对于火源：槐洌增大，该处烟气浓度垂直衰减不变时，因壁面对羽不同火源位置的浓度垂直衰减幅度随、变化的无量纲准则关联式见公式曼。， 嵋摇兑籓崔荨；即哺瞒火塬缈诖恰鎣、变化目 ；，”甹风口处温度与浓度水平衰减关系囤风口处温度与浓度垂直衰减关系囤 拧拌、賔风口位置处，温度垂直衰减均慢于浓度。风口不同工况下烟气浓度垂直衰影响较小。温度。使用。模拟结果表明： 璺缈谖恢么瑅槐洌增大时，该处烟气温度、浓度的水平衰减变缓，垂直化的无量纲准则关联式。 建立集中排烟通风模式逆流区两区域模型，根据守恒原理建立稳态微分方程并求与、口等变量耦合相痵。同一火源位置，不变，随增大时，顶板下方最高烟气温度、浓度和火焰长度研究隧道烟气衰减特性。 火源露取鹊拇怪彼蹩煊诨鹪碅。直衰减变化不大，受影响较小：对于火源不变，随增大，该处烟气温度、浓的无量纲准则关联式。 由于现实条件有限，没能对集中排烟隧道火灾进行模型