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2021年第02期
2021-03-19
40

不同阻塞条件下的隧道火灾全尺寸试验研究

  • 作者:

    田向亮
    钟茂华
    刘畅
    李全明
  • 关键词:

    阻塞
    风门
    隧道
    火灾烟气
    全尺寸试验
  • 作者单位:

    清华大学 工程物理系公共安全研究院
    中国安全生产科学研究院 矿山采空区灾害防治应急管理部重点实验室

摘要

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摘要:

为了研究阻塞条件下的隧道火灾危险性,选取某隧道网络中的某一支路作为火灾试验区,采用轴流风机通风,额定通风量为27 m 3/s,以甲醇池火为火源,火源功率分别为0.25、0.50 和1.00 MW。通过改变火源功率和隧道内风门的开闭模式开展全尺寸试验,分析火源横截面和隧道中心线竖直截面风速、隧道纵向拱顶温升、隧道中心面纵向温升等参数,研究了不同阻塞条件下的隧道火灾烟气扩散规律,获得了抑制隧道火灾危险性的风门控制模式。 研究结果表明:①在隧道通风网络中,对称风流通过风门后,隧道截面距风门22 m处风速在整流作用下逐渐趋于均匀;②建立了考虑隧道阻塞比的隧道风量衰减模型,该模型可根据隧道阻塞比的变化预测隧道阻塞作用下的风量损失,同时可以计算沿程阻力损失的风量;③在自然通风条件下,当火源功率大于0.50 MW时,火灾烟气在火羽流作用下迅速向隧道拱顶浮动,通过对流换热使得拱顶温度急剧升高,对于隧道结构的稳定性具有巨大的破坏作用;可采用调节风门的方式控制通过起火区域的风量,从而优化隧道火灾危险控制模式,局部风速大小对火灾危险性影响不大;当起火区域风量不足时,人眼高度处温度升幅较大,不利于人员逃生与救援;④阻塞条件下隧道断面不对称进风流易造成风流结构紊乱,使得隧道火灾烟气温度分布不稳定,危险性较大。

田向亮,钟茂华,刘畅,等.不同阻塞条件下的隧道火灾全尺寸试验研究[J].煤炭科学技术,2021,49(2):93-101.doi:10.13199/j.cnki.cst.2021.02.012 TIAN Xiangliang,ZHONG Maohua,LIU Chang,et al.Experimental study on safety full-scale of tunnel fire disaster under different blocking conditions[J].Coal Science and Technology,2021,49(2):93-101.doi:10.13199/j.cnki.cst.2021.02.012

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