地铁列车停靠区间隧道时火灾烟气蔓延规律及排烟效果研究
发布时间：2023-09-28 21:36
地铁交通系统具有基本不占用地面空间、乘客运载量大、运行速度快、节能环保等优点,已成为各大城市优先发展的公共交通系统。然而,在地铁交通系统中,火灾安全一直是人们所关注的重要问题之一。本文主要针对地铁列车发生火灾停靠在地铁区间隧道的火灾场景,系统研究地铁区间隧道内火灾烟气在受到地铁列车影响下而呈现出来的输运特性,主要包括隧道顶棚下烟气温度分布、烟气逆流长度、火源下游空间热环境等,探讨了地铁列车对其影响规律,对比分析了几种常见隧道通风排烟模式的排烟效果,探寻其应用于地铁区间隧道的可行性。主要研究工作和结论如下:1.利用数值模拟的方法,研究了区间隧道发生火灾时停靠在隧道内的地铁列车对纵向通风条件下的隧道顶棚热烟气温度产生的影响。研究结果表明:地铁列车的存在造成顶棚温度不再以火源为中心呈上下游对称分布,而且火源上游的顶棚烟气温度衰减到室温的速率要比下游迅速,说明地铁列车可以有效阻挡热量向隧道上游的传递,可以抑制火势向上游的蔓延。进一步对火源下游顶棚下热烟气的温度进行无量纲处理,发现其沿隧道纵向的分布呈现出一种指数式衰减规律,且衰减指数随着纵向通风速率的增大而增大,此时地铁列车的长度对温度分布的影...
【文章页数】：108 页
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 地铁隧道火灾概述
1.2.1 地铁隧道火灾统计
1.2.2 地铁隧道火灾的基本种类
1.3 地铁隧道火灾的研究现状
1.3.1 纵向通风速度
1.3.2 顶部火灾烟气最高温度以及沿程温度分布
1.3.3 烟气流动特性及控制
1.4 本文的研究内容
第2章 工程背景与数值模拟基础
2.1 工程背景
2.2 地铁隧道火灾的数值模拟模型
2.2.1 场模型
2.2.2 网络模型
2.2.3 区域模型
2.3 FDS数值模拟软件简介
2.3.1 流体动力学的微分控制方程组
2.3.2 燃烧模型微分控制方程组
2.3.3 辐射模型微分控制方程组
2.3.4 FDS网格划分方式
2.3.5 时间步长与收敛判据
2.4 本章小结
第3章 地铁区间隧道烟气输运特性的数值模拟研究
3.1 引言
3.2 FDS数值模拟设置
3.2.1 起火原因
3.2.2 火灾大小的设计
3.2.3 数值模拟场景设置
3.2.4 网格独立性分析
3.2.5 圆形截面隧道与矩形截面隧道的对比
3.3 FDS模拟计算结果
3.3.1 烟气温度的纵向分布
3.3.2 顶棚烟气分布的无量纲拟合
3.3.3 下游空间2米高度处温度
3.3.4 下游空间2米高度处能见距离
3.3.5 下游空间2米高度处CO气体浓度
3.4 本章小结
第4章 地铁区间隧道烟气逆流长度的小尺度实验研究
4.1 引言
4.2 实验平台
4.2.1 缩尺度实验台设计原理
4.2.2 小尺寸模型隧道试验台
4.3 实验场景设计
4.4 烟气逆流长度及其预测模型
4.5 无量纲临界风速
4.6 本章小结
本章符号
第5章 地铁区间隧道组合排烟方式研究
5.1 引言
5.1.1 全横向通风排烟
5.1.2 半横向通风排烟系统
5.1.3 纵向通风排烟系统
5.2 地铁区间隧道组合排烟方式及数值模拟设置
5.2.1 地铁区间隧道的组合排烟方式
5.2.2 组合排烟的数值模拟设置
5.3 组合排烟方式的效果比较
5.3.1 烟气蔓延范围
5.3.2 下游空间2米高度平面的能见距离
5.3.3 下游空间2米高度平面的温度
5.3.4 地铁列车的作用
5.4 固移结合通风排烟方式
5.4.1 固定排烟设施下的排烟效果
5.4.2 固移结合方式下的排烟效果
5.4.3 移动风机方式下的排烟效果
5.5 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 创新点
6.3 展望
参考文献
致谢
在读期间学术成果与获得奖励
本文编号：3848635
【文章页数】：108 页
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 地铁隧道火灾概述
1.2.1 地铁隧道火灾统计
1.2.2 地铁隧道火灾的基本种类
1.3 地铁隧道火灾的研究现状
1.3.1 纵向通风速度
1.3.2 顶部火灾烟气最高温度以及沿程温度分布
1.3.3 烟气流动特性及控制
1.4 本文的研究内容
第2章 工程背景与数值模拟基础
2.1 工程背景
2.2 地铁隧道火灾的数值模拟模型
2.2.1 场模型
2.2.2 网络模型
2.2.3 区域模型
2.3 FDS数值模拟软件简介
2.3.1 流体动力学的微分控制方程组
2.3.2 燃烧模型微分控制方程组
2.3.3 辐射模型微分控制方程组
2.3.4 FDS网格划分方式
2.3.5 时间步长与收敛判据
2.4 本章小结
第3章 地铁区间隧道烟气输运特性的数值模拟研究
3.1 引言
3.2 FDS数值模拟设置
3.2.1 起火原因
3.2.2 火灾大小的设计
3.2.3 数值模拟场景设置
3.2.4 网格独立性分析
3.2.5 圆形截面隧道与矩形截面隧道的对比
3.3 FDS模拟计算结果
3.3.1 烟气温度的纵向分布
3.3.2 顶棚烟气分布的无量纲拟合
3.3.3 下游空间2米高度处温度
3.3.4 下游空间2米高度处能见距离
3.3.5 下游空间2米高度处CO气体浓度
3.4 本章小结
第4章 地铁区间隧道烟气逆流长度的小尺度实验研究
4.1 引言
4.2 实验平台
4.2.1 缩尺度实验台设计原理
4.2.2 小尺寸模型隧道试验台
4.3 实验场景设计
4.4 烟气逆流长度及其预测模型
4.5 无量纲临界风速
4.6 本章小结
本章符号
第5章 地铁区间隧道组合排烟方式研究
5.1 引言
5.1.1 全横向通风排烟
5.1.2 半横向通风排烟系统
5.1.3 纵向通风排烟系统
5.2 地铁区间隧道组合排烟方式及数值模拟设置
5.2.1 地铁区间隧道的组合排烟方式
5.2.2 组合排烟的数值模拟设置
5.3 组合排烟方式的效果比较
5.3.1 烟气蔓延范围
5.3.2 下游空间2米高度平面的能见距离
5.3.3 下游空间2米高度平面的温度
5.3.4 地铁列车的作用
5.4 固移结合通风排烟方式
5.4.1 固定排烟设施下的排烟效果
5.4.2 固移结合方式下的排烟效果
5.4.3 移动风机方式下的排烟效果
5.5 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 创新点
6.3 展望
参考文献
致谢
在读期间学术成果与获得奖励
本文编号：3848635
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/gckjbs/3848635.html