狭长空间烟气流动特性及控制方法

前言

第1章 概论

第2章 狭长空间火灾特性研究方法

第3章 狭长空间火灾发展及烟气流动特性

第4章 城市地下公路隧道自然排烟的有效性

第5章 隧道机械防排烟系统的有效性

第6章 地铁站机械防排烟系统的有效性

索引 2100433B

本书系统介绍了作者近几年基于理论分析、小尺寸实验、全尺寸实验和计算机模拟技术，在狭长空间的建筑烟气流动及控制方面取得的最新研究成果，主要包括狭长空间内火灾烟气运动、烟气质量卷吸特性、通风排烟技术、火灾流动特性等。

设置救援站是确保特长铁路隧道火灾时人员安全疏散与紧急救援的关键措施，而对火灾时救援站内烟气流动特性及控制规律的研究则是实现顺利救援的必要前提。本项目基于火灾燃烧理论、流动传热理论、模型试验方法及相似理论、流动传热及燃烧数值计算和网络通风理论，通过量纲分析建立了特长隧道救援站火灾模型试验方法、救援站火灾烟气流动数值计算方法及缩尺比为1/20、采用丙烷作为火源的火灾模型试验台；然后采用模型试验和数值计算，对特长铁路隧道内救援站火灾烟气流动特性及控制规律进行了试验和计算分析，研究了不同火灾强度和通风风速下救援站烟气扩散规律及横通道烟气控制方法；最后根据不同救援站模式及通风方案下特长隧道内救援站烟气流动及控制规律计算结果，研究救援站模式确定方法及相应的最优火灾通风方案。本项目的研究成果不仅可以完善我国高速铁路特长隧道通风及火灾研究理论，同时也可为特长铁路隧道通风规范的完善提供理论支持和技术参考。 2100433B

救援站是为降低特长铁路隧道火灾危害而在隧道内设置的紧急疏散和救援点，它能够使人员迅速往安全区域疏散和撤离，并能为救援人员提供通道以方便救援工作的开展，救援站已成为确保特长隧道内火灾时人员安全疏散与紧急救援顺利进行的必要设施，而对火灾时救援站内烟气流动特性及控制规律的研究则是实现顺利救援的必要前提。本项目首先通过理论分析，对特长隧道内救援站火灾模型试验方法、救援站横通道临界风速模型及救援站火灾数值计算方法进行研究；然后采用模型试验和数值计算，对特长铁路隧道内救援站火灾烟气流动特性及控制规律进行试验和计算分析；最后根据不同救援站模式及通风方案下特长隧道内救援站烟气流动及控制规律计算结果，研究救援站模式确定方法及相应的最优火灾通风方案。本项目的研究成果不仅可以完善我国高速铁路特长隧道通风及火灾研究理论，同时也可为特长铁路隧道通风规范的完善提供理论支持和技术参考。

狭长地下受限空间的结构特殊性会对其火灾蔓延规律产生影响，比如巷道效应和Coanda效应（又称壁面吸附效应）。这些动力学行为作用会明显改变狭长地下受限空间的火灾蔓延规律，容易导致火灾蔓延发生加速突变。目前狭长受限空间的火灾研究主要集中在火灾特性及其防治技术效果上，尚没能深入揭示其火灾加速突变内在动力学和传热行为作用机理。本研究拟通过实验研究，将流体动力学和传热理论与热灾害实验诊断技术相结合，研究倾角和巷道效应耦合作用下火灾蔓延规律及其加速突变的内在机理，并建立加速突变理论预测模型。本研究采用纹影摄像、DPIV和精细热电偶等技术，得到不同通道倾角和断面尺寸作用下气相火焰流场结构和气固相温度场变化特性，从微观动力学和传热机制上揭示火灾发生加速突变的内在机理，并建立耦合考虑倾角和巷道效应的火灾加速突变理论预测模型。课题研究可以为狭长地下受限空间火灾演化行为的预测评估及其防治提供理论基础和实验依据。