基于安全稀释法的柴油车CO综合海拔系数研究

为准确进行高海拔隧道施工通风设计,对高海拔隧道施工通风需风量计算方法及参数展开研究。对柴油车辆CO排放量进行多海拔测试,得到柴油车CO海拔系数;采用安全稀释法,推导出不同海拔下单位功率需风量及同时考虑CO排放量和控制标准变化的综合海拔系数。结果表明,柴油车CO浓度随海拔增高而增大,当海拔为3172 m时,柴油车释放的CO浓度约为平原地区(海拔590 m)的2倍;现有规范中柴油车CO海拔系数明显偏大,海拔3000 m处实测值较规范值减少25.61%;基于安全稀释法的施工通风需风量可根据海拔高度分3段计算,其结果较额定功率法计算需风量明显增大;根据现场测试结果,提出不同海拔区间(海拔2000 m以下、2000~3000 m和3000 m以上)柴油车CO综合海拔系数计算模型;安装DOC尾气净化器可以减少作业面处80%的CO排放量,在净化效率仅达到60%的情况下,基于安全稀释法计算的海拔5000 m处的计算需风量只有6.59 m^(3)/(kW·min)。

火源位置对铁路隧道救援站内拱顶温度纵向分布的影响

为探明铁路隧道救援站内的拱顶温度,以高黎贡山隧道为背景,建立考虑纵坡的1∶10铁路隧道救援站及列车缩尺寸模型,研究不同火源位置(高端、中部和低端)在不同通风模式(自由蔓延、纵向通风和半横向通风)下对救援站拱顶温度纵向分布的影响。结果表明:自由蔓延模式下,火源位于隧道中部时拱顶温度最高,达到940℃,远高于其他2种模式;纵向通风模式下,当火源位于隧道中部时,低端送风、高端送风2种送风条件下的拱顶最高温度差能达到220~300℃;半横向通风模式下,拱顶温度随纵向风速和排烟量的增大先升高后降低;无关火源位置,半横向通风模式下的火源上游拱顶温度总低于纵向通风模式;自由蔓延和半横向通风模式下,最不利的火源位置均为中部,而纵向通风模式下的最不利火源位置为低端。

水幕排烟系统对烟气控制及排烟效率的影响研究

为探明水幕排烟系统对隧道内烟气控制和排烟效率的影响,通过火灾动力学求解器(FDS)研究不同排烟风量下隧道内烟气、温度和速度分布。结果表明:排烟量小于100 m3/s时,水幕无法有效地阻隔有毒烟气的蔓延;当火源热释放速率(HRR)为10、20及30 MW时,排烟量分别为100、160和180 m3/s,能将烟气限制在水幕排烟系统内;在水幕的作用下,水幕外的温度分布均满足人员逃生的需要(小于80℃),在水幕排烟系统中烟气控制要比温度控制更为重要;相同火源HRR下,排烟口的排烟效率随着排烟量先增大后减小;排烟口的吸穿效应在水幕排烟系统中很难出现,排烟口吸入位于隧道底部混有大量新鲜空气的烟气是造成排烟效率降低的主要原因。

空气幕对地铁隧道火灾温度及流场的影响研究

为探明空气幕对地铁隧道内温度及流场分布的影响,通过火灾动力学求解器(FDS)研究不同火源热释放速率(HRR)、空气幕射流速度和射流角度下隧道内纵向温度、拱顶最高温度及流场分布。结果表明:火源HRR为10、15和20 MW时,空气幕射流速度至少为16、18和20 m/s才能保证烟气控制效果;当射流角度小于45°时,增大射流角度能加速拱顶温度衰减;当射流角度大于45°时,射流角度对拱顶温度衰减的影响很小;拱顶最高温度随着射流速度增大而减小,随着射流角度的增大而增大,射流角度通过影响火源与空气幕之间的旋涡来改变隧道内的温度分布。

无纵向风下环境压强对拱顶最高温度影响数值研究

为了给高海拔隧道火灾防灾救援设计提供参考依据,通过火灾动态模拟软件(FDS)建立全尺寸模型隧道,设置5种不同环境压强,研究环境压强对隧道火灾拱顶最高温度的影响。结果表明:1)相同火源热释放速率(HRR)下,拱顶最高温度随着压强降低而增大;2)环境压强降低引起的空气密度与卷吸强度变化是造成拱顶最高温度变化的主要原因。基于理论分析和数值计算结果,提出考虑环境压强的拱顶最高温度预测模型。预测模型拱顶最高温度与考虑环境压强的无量纲热释放速率的2/3次幂成正比,试验数据验证了预测模型的可靠性。

半定向T形地下互通立交风网稳定性分析及应用

为探究半定向T形地下互通立交风网中某支路通风动力hf发生变化时,系统中其他支路风流稳定性变化规律。以通风网络稳定性特征为基础,通过理论推导和通风网络解算,分析半定向T形地下互通立交风网稳定性规律,提出一种定性分析风量变化的方法,以建宁西路地下互通风网主隧道e3支路发生交通阻滞为例,研究满足支路需风量要求的射流风机开启方案。研究结果表明:半定向T形地下互通立交风网某支路通风动力hf发生变化时,其他支路风量变化符合简单角联风网的稳定性变化规律;自然风压不变时,可忽略虚边风量变化对风网稳定性的影响;风网中多条支路通风动力hf同时变化,对某一支路风量影响可用简单的数学叠加计算;半定向T形地下互通风网稳定性可通过树的形式分级简化为多个简单角联风网之间的稳定性问题;建宁西路半定向T形地下互通立交风网中匝道e5支路敏感性系数最大为3.33,受风网通风动力hf变化影响最大;主隧道e3支路主导性系数较大为1.91,通风动力hf改变时对其他支路影响较大;主隧道e3支路发生交通阻滞时,e1、e2、e3、e5支路分别开启6、4、9、2台射流风机通风效果最优。