隧道半横向排烟的实验和数值模拟研究

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1、国内图书分类号：U458.1密级：公开国际图书分类号：625.7西南交通大学研究生学位论文隧道半横向排烟的实验和数值模拟研究年级二〇一五级姓名司有亮申请学位级别硕士专业安全工程指导老师林鹏副教授二零一八年五月二十六日ClassifiedIndex:U458.1U.D.C:625.7SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisEXPERIMENTALANDNUMERICALSTUDYONTHESEMI-TRANSVERSESMOKECONTROLSYS

2、TEMINTUNNELGrade:2015Candidate:SiYouliangAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:SafetyEngineeringSupervisor:AssociateProf.LinPengMay.26,2018西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留开向国家有天部门或机构这交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人投权西南交通

3、大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关妏据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论又。本学位论文属千1.保密D,在年解密后适用本授权书；2.不保密w,使用本投权书。（请行以上方框内打”守）学位论文作者签名：叮~t指导老师签名：寸寸吨日期：z(}闷[牛日期lPft.{斗西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：Cl)本论又首先回顾了隧道火灭领域内大量的研究文献。追过文献回顾发现，在半横向排坰隧道内，烟气的蔓延、运动规律尚未被充分

4、研究。本论文采用了实验和数值模拟两种万法，研究采用半横向排烟系统的隧道，烟气的蔓延、运动规律进行研究。(2)本课题以MemorialTunnel为原型，应用弗劳德相似准则建立1:20的隧道模型。隧道坡度为3.2%,火源位于隧道低端的1/4位置处，火源功率为ll.2kW。研究在自然排烟仄况下，隧道内的温度场分布。(3)本课题以MemorialTunnel为原型，应用弗劳德相似准则建立1:20的隧道模型。研究在隧道坡度为3.2%和水平隧道中，火源位于隧道低端的1/4位置处，火源功率为l1.2kW。开

5、启两个排烟口进行排烟，改变排烟口在隧道中的位置，研究排烟口位置对半杻口排烟系统排烟效了的影响。(4)本课题以MemorialTunnel为原型，应用弗劳德相似准则建立1:20的隧道模型。火源位千隧道的1/4位置处，火源功率为ll.2kW。隧道坡度分别为3.2%和0%,改变排烟口在隧道中的位置，通过相对应工况的对比，研究不同排烟策略下，隧道坡度对半横回排烟系统排烟效率的影响。(5)木课题以MemorialTunnel为原型，应用弗劳德相似准则建立1:20的隧道模型，调整隧道坡度为0%。火源位千隧道

6、的1/4位置处，火源功率为11.2kW。开启两个排烟口进行排烟。在火源一侧放置障碍物，障碍物距火源的距离为3m,模拟隧道中的被困车辆。研究隧道中障碍物对半横向排烟系统排烟效率的影响。本人凡重声明：所呈交的学们论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得们成果。除又中已经庄明引用的内容外，本论文不包含任何其他个入或集体巳经发表或撰写过的研兀成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将旧本入承担。学位论文作者签名：1.1~汇日期：z(}/

7、J.t.叶西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要近年来，我国经济发展迅速，公路隧道的数量和长度逐渐增加，隧道火灾发生频率也日趋频繁。隧道属于狭长、封闭空间，一旦发生火灾，火灾烟气在隧道内迅速积累、蔓延。大量的高温有毒气体会给被困人员带来严重的危害，同时造成财产损失。隧道中的通风排烟系统，能够有效控制火灾烟气的蔓延，保护人员的安全疏散以及财产安全。在国外许多长大隧道中，均采用半横向排烟方式。本论文以MemorialTunnel为原型，应用弗劳德相似准则建立1:20的隧道模型，隧道坡度为3.2%。

8、火源功率为11.2kW，位于距离隧道低端较近的1/4位置处。在隧道的顶棚，以火源为中心对称布置了4个排烟口，排烟口的中心间距为1.8m。2个排烟口位于隧道的低端，即火源的左侧。2个排烟口位于隧道的高端，即火源的右侧。通过实验的方式，研究在采用半横向排烟方式的隧道中，烟气的分布、蔓延规律。同时，应用火灾模拟软件FDS5.5.3进行数值模拟，研究火灾烟气的蔓延规律和分布特点。本文的具体工作如下：首先研究了自然排烟状况下，有坡隧道内的温度场分布，隧道坡度为3.2%。研究发现，火源两侧的烟气呈不对称分布