纵向通风下分岔隧道火灾烟气蔓延特性及控制实验研究

作     者：雷鹏 陈长坤 赵冬月 LEI Peng;CHEN Changkun;ZHAO Dongyue

作者机构：中南大学防灾科学与安全技术研究所湖南长沙410075 

出 版 物：《铁道科学与工程学报》 (Journal of Railway Science and Engineering)

年 卷 期：2022年第19卷第7期

页      面：2117-2124页

核心收录：

学科分类：0907[农学-林学] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金重大资助项目(72091512) 国家自然科学基金资助项目(51576212)。 

主　　题：隧道火灾 缩尺寸实验 临界风速 烟气流动特性 

摘      要：使用1/10的分岔隧道模型开展缩尺寸实验研究,测量不同火源功率和不同纵向通风风速下隧道内纵向温度分布,定性分析隧道火灾发生时热烟气卷吸空气的机制。结果表明:热烟气卷吸空气的根源在于其自身的斜压性和黏性造成的速度剪切。空气卷吸直接影响了隧道顶棚下方最大温度和烟气的流动状态。当无量纲通风风速小于0.19时,相比于单管隧道,分岔隧道内火羽流能够卷吸到更多的冷空气,因此顶棚下方最大温度比单管隧道的低;当无量纲通风风速大于0.19时,热烟气较多地被吹向下游,热量分配形式近似与单管隧道,因此顶棚下方最大温度接近单管隧道。随着通风风速的增加,空气卷吸强度增加,烟气层分层现象不明显。分岔隧道中一部分纵向通风风流能够进入支路隧道,因此其临界风速较单管隧道高。提出了适用于本文考虑的分岔隧道的临界风速计算模型,发现无量纲临界风速与无量纲热释放速率仍然具有与单管隧道类似的1/3幂次关系。