摘要
近年来，世界各国城市地下空间数量不断增加，而地下空间建筑多数为狭长受限空间，电缆多布置于狭长受限空间中，随着城镇化，信息化的进程不断加快，电缆已经成为不可或缺的工业产品之一，在其为人们的生活带来便利的同时，也会因为短路、电弧、接触不良、过载等原因酿成火灾事故。狭长受限空间电缆火灾易受环境条件的影响，如环境风速、电缆布置方式、环境气压等，亟需开展不同环境条件下狭长受限空间电缆火蔓延行为及温度分布规律研究，为狭长受限空间的火灾风险评估、火灾防控等方面提供理论依据和数据支撑。 本文通过开展狭长受限空间电缆火灾实验及数值模拟研究了纵向通风速度、电缆间隙、电缆层间距及环境气压等因素对狭长受限空间电缆火蔓延行为及温度分布的影响规律，明晰了电缆火焰形态、质量损失速率、火蔓延速度及狭长受限空间温度分布随上述因素的变化规律，建立了耦合纵向风速、电缆层间距及电缆间隙的狭长受限空间电缆火蔓延速度预测模型。主要结论如下： （1）电缆火焰倾角随着狭长受限空间内逆向通风速度的增加逐渐增大，电缆火焰随着电缆层间距的增大出现分支现象，当电缆层间距为15cm时，火焰分支现象最明显。电缆火焰融合行为随着电缆间隙的增大逐渐消失，当电缆间隙为15cm 时，同层电缆形成三个分离的火焰。狭长受限空间电缆质量损失速率、电缆火蔓延速度、狭长受限空间最高温度随纵向通风速度和电缆层间距的增大而减小，随电缆间隙的增大先增大后减小，当逆向风速为0.80m/s，电缆层间距为15cm时，电缆质量损失速率最小，电缆火蔓延速度最小，狭长受限空间最高温度最小，当电缆间隙为4cm时，电缆的质量损失速率最大，电缆火蔓延速度最大，狭长受限空间最高温度最大。 （2）采用量纲分析的方法，建立了耦合狭长受限空间纵向通风速度、电缆层间距的电缆火蔓延速度预测模型，同时建立了耦合电缆间隙、电缆层间距的电缆火蔓延速度预测模型，模型预测结果与不同工况下的实验结果符合良好。 （3）狭长受限空间电缆火源上方温度随着环境气压的增大逐渐减小。对不同工况下的狭长受限空间无量纲温升纵向分布进行幂指数拟合，发现拟合效果良好。
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