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隧道火灾烟气温度及蔓延速度衰减特性

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在隧道火灾烟气内部温度竖向分层的条件下,利用理论分析和数值模拟研究隧道横截面烟气平均温度沿隧道纵向的衰减特性,并量化其对烟气瞬态蔓延速度的影响.在同一隧道截面上,某点处烟气温度随着该点与隧道顶棚之间距离的增大而近似呈线性降低.理论分析表明:将上述温度分层特性考虑在内之后,烟气通过侧壁的热损失比传统算法减小一半.烟气温度与蔓延速度沿隧道纵向的衰减率主要受烟气流量及壁面换热系数的影响;在确定烟气流量时不仅需要量化羽流产烟量,火源附近密度跃变卷吸空气量约为羽流产烟量的10％;烟气与壁面的换热系数不是常数,而与烟气蔓延速度成正比.基于以上分析建立不同截面处烟气平均温度的理论模型,并根据蔓延速度与浮力通量的内在关系,提出烟气蔓延速度预测模型;二者均随着烟气蔓延长度的增大而呈指数衰减.最后利用FDS研究不同火源功率条件下烟气温度和蔓延速度在隧道纵向的衰减率,理论模型与数值模拟的结果比较一致.
Longitudinal decay of smoke temperature and front velocity in tunnel fires

杜涛、李萍、王雨、薛宪凯

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长安大学建筑工程学院,陕西西安710061

山西大学电力与建筑学院,山西太原030013

重庆大学土木工程学院,重庆400045

隧道火灾 烟气温度 蔓延速度 衰减特性 密度跃变

国家重点研发计划国家自然科学基金

2021YFC300200051806022

2023

10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2023.02.0399

中国安全科学学报
中国职业安全健康协会

中国安全科学学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.548
ISSN：1003-3033
年,卷(期)：2023.33(2)
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