长安大学学报(自然科学版)2023,Vol.43Issue(1) :49-61.DOI:10.19721/j.cnki.1671-8879.2023.01.006

射流风机位置对隧道火灾烟气蔓延特性的影响

Influence of position of jet fan on smoke spread characteristics in tunnel fire

王亚琼 杨少鹏 任锐 李培军 王庭川 肖甫文
长安大学学报(自然科学版)2023,Vol.43Issue(1) :49-61.DOI:10.19721/j.cnki.1671-8879.2023.01.006

射流风机位置对隧道火灾烟气蔓延特性的影响

Influence of position of jet fan on smoke spread characteristics in tunnel fire

王亚琼 1杨少鹏 1任锐 1李培军 1王庭川 1肖甫文1
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作者信息

  • 1. 长安大学公路学院,陕西西安710064
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摘要

为探明隧道火灾临界风速时的火区通风阻力,并明确射流风机局部风流场对隧道烟气蔓延的影响规律,采用计算流体动力学软件ANSYS Fluent,建立了考虑20 MW火灾长度800 m的1∶1隧道数值模型.通过开展5 MW隧道火灾数值计算和1 ∶10物理模型试验,以临界风速和温度为指标,验证所建数值模型的合理性和适用性.确定隧道火灾临界风速及火区通风阻力,并在临界风速条件下,进行火源与射流风机不同相对位置时隧道火灾场景的数值计算.研究结果表明:300 m隧道内5 MW火灾,临界风速约为2.0 m/s,火区通风阻力约为3.0 Pa;800 m隧道内20 MW火灾,临界风速约为2.8 m/s,火区通风阻力约为7.0 Pa.在20 MW火灾临界风速条件下,当火源位于风机下游40 m范围内,烟气分层完全被破坏,火源下游区域不利于人员疏散,当火源位于风机下游80及120 m处,烟气状态分别为分层较好和分层良好,相应的火灾危险区域分别为火源下游300 m范围内和火源下游100 m范围内;当火源位于风机的上游,烟气蔓延至风机位置前分层良好,蔓延至风机位置后,随高速射流迅速向下部扩散并充满隧道断面,风机下游区域均为火灾危险区域.因此,为保证火源下游人员疏散安全,火源上游80 m范围内和下游人员逃生区域内的射流风机不宜开启,火源上游80~120 m范围内的射流风机应谨慎开启.

关键词

隧道工程/隧道火灾/数值模拟/烟气蔓延/火区通风阻力

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基金项目

国家自然科学基金(51978059)

国家自然科学基金(51908061)

陕西省重点研发计划(2021SF474)

浙江省交通运输厅科技计划(2021068)

出版年

2023
长安大学学报(自然科学版)
长安大学

长安大学学报(自然科学版)

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:1.011
ISSN:1671-8879
被引量2
参考文献量9
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