4.1.2 竖井截面尺寸 1.25m×1.25m 的极限高度 .............................25
第五章 竖井截面形状和放置方式对烟囱效应极限高度的影响研究.......................52
5.1 数值模拟试验设计...................................52
5.1.1 隧道模型建立的基础......................52
5.1.2 模型参数的设定及网格划分.........................52
第六章 火源功率对烟囱效应极限高度的影响研究
6.1 数值模拟试验设计
6.1.1 隧道模型建立的基础
本文在某公路隧道实例基础之上,参考该公路隧道数据并进行简化,对隧道火灾进行模拟研究。该隧道按高速公路双洞四车道标准修建,设计速度为 60 km/h,单洞全长18.02km,双洞共长 36.04km,单洞宽度 10.92m,净空高度 7.6m,双洞间距 30m,该隧道 2 号竖井井筒直径 11.2m,井深 661.1m。
从几何形状上来说,隧道是一个狭长的呈管状的结构,因此为了精确的得出隧道火灾烟气蔓延规律,参考该隧道尺寸数据进行简化,设定隧道模型尺寸为长 300m×宽 10m×高 6m,竖井设于隧道顶棚中心位置处,竖井内无机械通风装置,开口处的通风条件为自然通风,模型如下图 6.1 所示。
图 6.1 隧道模型示意图
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第七章 结论与展望
7.1 结论
本文首先对隧道火灾烟气发展的过程和 FDS 火灾模拟软件进行介绍,依托实体工程,通过阅读大量参考文献,并依照现有规范要求,对火源功率进行设定,并对模型参数进行设置,建立符合实际情况和规范要求的物理模型,分析不同工况下隧道的烟气蔓延变化情况,得到结论如下:
(1)通过研究得到竖井高度的烟囱效应存在一个临界值。烟气运动速度随着竖井高度的增高不断加快,在达到某一临界高度后,烟气运动速度达到最大值,竖井高度继续升高时,烟气运动速度开始逐渐减慢,这个烟气运动速度达到最大值时所对应的的竖井高度即为竖井烟囱效应的极限高度。
(2)隧道自然通风、火源功率 5MW、竖井内壁材质为混凝土、竖井截面形状为正方形时,随着竖井截面尺寸的增大,竖井烟囱效应的极限高度也不断增大,且可运用y=160.32ln(x)+265.88(x 代表竖井截面正方形的边长,y 代表极限高度,0.4≤x≤9.92),估算隧道竖井烟囱效应的极限高度。
(3)通过研究得到隧道自然通风、火源功率 5MW、竖井内壁材质为混凝土、竖井截面面积为 1m2时,竖井截面形状为长方形时的烟囱效应极限高度高于竖井截面形状为正方形时的极限高度;同一形状尺寸的竖井放置方式不同,极限高度也不相同,竖井纵向放置时的极限高度大于竖井横向放置时的极限高度。
(4)通过研究得到隧道自然通风、竖井内壁材质为混凝土、竖井截面尺寸 1m×1m、火源位置不变时,随着火源功率的增大,竖井内烟气运动速度加快,竖井烟囱效应的极限高度也不断增大。
(5)通过研究得到隧道自然通风、竖井内壁材质为混凝土、竖井截面尺寸 1m×1m、火源位置不变,火源功率一定时,竖井高度的增加对竖井内最高温度的影响不大,但竖井顶部出口的温度随竖井高度的增加而降低;隧道自然通风、竖井内壁材质为混凝土、火源位置不变、竖井截面尺寸 1m×1m、竖井高度一定时,随着火源功率的增大,竖井内最高温度也不断升高,且竖井顶部出口的温度也随之升高。
参考文献(略)