环境压力对隧道竖井排烟影响的数值模拟研究

通过FDS数值模拟,研究环境压力对隧道火灾的烟气蔓延规律、烟气分层特性和竖井排烟效果的影响。研究表明:低压环境下隧道顶棚的烟气具有更高的温度,火源-竖井和竖井下游区域顶棚温度的纵向衰减曲线均符合指数分布,温度衰减系数随着环境压力的增加而减小;火源-竖井区域的烟气运动由热浮力主导,层化曲线变化趋势不明显,竖井下游区域层化曲线受环境压力的影响较大,随着环境压力的降低,层化曲线出现顺时针旋转的趋势,层化强度降低,烟气层稳定性下降;低压环境中竖井的排烟效果要优于常压状态下的竖井,且竖井底部产生吸穿现象的临界高度也有所增加。因此,与一般海拔地区相比,海拔较高地区的隧道发生火灾时,较高竖井的排烟效果更好,吸穿临界高度更高,对下游烟气层稳定性的影响更小,更利于疏散排烟。

侧开竖井曲线隧道烟气运移规律及排烟效果影响因素研究

城市侧壁开口竖井隧道火灾烟气流动规律复杂,通过FDS数值模拟,分析了曲率半径、竖井侧壁开口尺寸、纵向风速3个因素对火灾烟气运移规律及竖井排烟效果的影响,并采用正交试验判断各因素的重要程度。结果表明:曲线隧道烟气的沉降速度更快,当烟气层未完全覆盖竖井侧壁排烟口时排烟口长度大于临界值后竖井下游顶棚温度衰减系数才逐渐增加;纵向风速对直线和曲线隧道的烟气逆流长度、临界风速及排烟效果的影响差异较大,提高侧壁开口竖井排烟效率存在最优风速,但会使竖井与主隧道衔接处平均温度提升20%,最高温度位于联通管道下游侧。影响排烟效率的各因素重要程度为:纵向风速>竖井侧壁开口尺寸>曲率半径,影响顶棚下方平均温度的重要程度为:纵向风速>曲率半径>竖井侧壁开口尺寸。

竖井TBM开挖排风竖井施工技术

TBM是目前最先进的洞挖施工设备,主要用于平洞施工,但在竖井应用无先例,宁海抽水蓄能电站首次在排风竖井中成功应用竖井TBM施工技术,排风竖井从上至下一次开挖支护成型,实现了竖井全面机械化、智能化作业,提升了竖井开挖支护施工本质安全水平,创新了竖井施工工法,具有很好的借鉴意义,现将竖井TBM施工情况进行总结分析,供交流借鉴。

基于城市微气候的地下空间开发策略研究——以地下商业街为例

为探索改善城市微气候的地下空间开发策略,以围合式城市形态下地下商业街开发为例,选择室外CO浓度为评价指标,运用微气候模拟软件ENVI-met量化研究不同地下商业街开发强度、竖井排风位置、竖井排风高度以及地面横向乔木、竖向乔木、大灌木、小灌木和草四种绿化等设计因素对室外CO浓度的影响,以此探索基于城市微气候的地下商业街设计策略。结果表明,随着地下商业街开发强度的增加,室外的CO浓度变高,污染范围变大;提高竖井排风高度,竖井排风选择分散布置,在开发区域地面种植草或者大灌木,能够降低室外CO浓度。

变工况下地铁屏蔽门风压特性实测研究

针对屏蔽门风压问题,通过改变车站公共区机械送排风系统、轨行区上下排热系统和活塞风井通风系统得到8种组合工况,对列车正常运行下屏蔽门风压进行测试。结果表明:在车站公共区机械送排风系统变工况下,不同位置屏蔽门同一时刻承受的风压极值最大相差近50%,不能作为调控屏蔽门风压的有效手段;轨行区上下排热系统变工况下,开启上排热能降低中部屏蔽门的最大正压值,但对两侧屏蔽门的效果并不好,因此轨行区上排热系统不能作为调控屏蔽门风压的有效手段;双活塞风井连通风阀变工况下,开启连通风阀能有效降低屏蔽门风压值,正压峰值最大能降低88.3%,负压峰值最大能降低50%。

基于多区模型的住宅公共烟道倒烟现象研究

为研究住宅厨房公共烟道倒烟现象的产生原因,本文采用Modelica语言建立了公共烟道动态仿真多区模型,以现场测量值进行了验证,仿真得到了不同工况下多层、小高层、高层住宅厨房公共烟道内静压分布情况和各层的排烟效果,定量分析了倒烟现象对室内空气品质的影响。结果表明,当前油烟机防倒烟止回阀装置的密封性有局限,高层建筑在油烟机开机率较大时难以达到预期效果,需在止回阀性能、导向负压式排烟管道设计及油烟机排风自动增压技术上进一步改善。

夏季火灾工况下城市公路隧道竖井自然排烟现场试验研究

对于浅埋竖井型城市公路隧道(URTS),在火灾发生时烟气依靠自身热浮力排放,但实际排烟情况却存在着不确定性。为研究夏季隧道主体烟流扩散特性与竖井排烟性能,于2019年对南京2条URTS隧道实施了3次不同着火点的1.58 m×1.58 m柴油火试验,测得了顶棚下方、多个竖井顶/底部的烟气参数,发现近火源竖井单元有显著排烟,其最大排烟温度为47℃、速度为5 m/s、CO体积分数为1.8×10^(-4);而远火源竖井单元底部烟气倒灌严重。进一步的分析结果表明:1)顶棚下方烟流纵向温度/速度分布符合幂指数衰减规律,衰减系数较大程度受季节、着火位置、火源上下游影响;2)实测竖井单元排烟量随远离火源逐次下降,已有排烟量预测模型未考虑烟流倒灌现象与烟气参数不均匀性;3)试验1和试验2中的6#竖井Ri′分别达到10.8和1.5,已有Ri′c=1.4模型不适用于评价倒灌竖井底部烟流状态。

“L”型排风斜井对隧道烟气蔓延特性及排烟效率的影响研究

为研究“L”型排风斜井对隧道烟气蔓延特性及排烟效率的影响,以某特长隧道为原型,使用PyroSim建立了特长公路隧道模型,采用数值模拟方法分析“L”型排风斜井在不同工况下对隧道内温度场、烟气场、排烟效率的影响。结果表明:排风斜井可有效降低隧道顶棚最高温升,顶棚最高温升与有效隧道高度的5/3次方呈负相关;斜井关闭时温度衰减速率大于开启时衰减速率,火源功率和衰减速率差值呈负相关;排风斜井开启,顶棚CO浓度未超过设计标准,有效降低人眼特征高度CO浓度,火源功率和CO纵向衰减速率呈正相关;“L”型排风斜井使隧道排烟效率显著提高。

核电厂辅助蒸汽系统汽源优化分析

M310核电机组使用蒸汽转换系统提供辅助蒸汽。三代压水堆核电机组选择主蒸汽减压后的蒸汽作为辅助蒸汽系统的汽源,但会造成蒸汽品位的降低。在核能综合利用的大背景下,为了提升机组二回路效率,从高压缸排汽作为辅助蒸汽汽源的角度,进行了经济性、反应堆衰变热影响和运行方式调整的分析,确定高压缸排汽作为辅助蒸汽汽源的经济性和可行性,为后续核电机组效率提升改造或设计提供参考或方案。

医院弱电竖井高温控制措施探析

弱电竖井内温度随着智能化系统设备的增多而不断升高,为了确保设备正常运行,采用经济、可行、安全、稳定的措施将竖井内温度降下来,是大部分弱电竖井改造中的难题之一。该文以北京某医院医疗综合楼弱电竖井为试验点,从施工预算、施工周期、施工难度、耗电量、维护成本、损坏后影响、调控范围、试验性等方面对比了空调制冷降温、通风换热降温,并选择通风换热方案进行试验。试验结果表明:通风换热的方式能够有效降低竖井内温度;与正压送风相比,双风机送排风更适合该医院。

粤东城际铁路隧道热环境特性及控制研究

为确保采用单洞双线且包含多个连续地下车站的粤东城际铁路隧道热环境满足设计规范要求,通过一维数值模拟方法,从行车对数、活塞风井面积、轨排风量及排热系统开启方案4个方面出发,对汕头至潮汕机场段中山路隧道热环境特性及控制方案进行研究。结果表明:不开启轨排系统下,初期、近期夏季晚高峰隧道内空气温度均不超40℃,但远期汕头一中、时代广场站及区间2温度不满足热环境控制要求,且远期中间车站区域温度明显高于两端车站;通过增大活塞风井面积降低隧道空气温度的作用有限,即使单个活塞风井面积增加至75 m^(2),区间2及汕头一中站温度仍超过40℃;车站轨排系统开启后,远期夏季晚高峰全线隧道空气平均温度降幅较明显,当单个车站轨排风量为50 m^(3)/s且活塞风井面积不小于30 m^(2)时,隧道内各区域温度及新风量均满足要求;优化后的轨排系统开启方案可行,建议远期夏季晚高峰仅开启汕头一中站及时代广场站的排热系统,以减少通风设备运行能耗。

某船左主机排气温度高故障分析与排除

文章针对某船左主机排气温度高、冒黑烟、曲轴箱呼吸器透气管出口处冒水蒸气的故障,从主机、轴系、船体3个方面进行排查。经检查发现,该船存在轴系中心线偏差、艉轴弯曲、气缸盖漏水、螺旋桨螺距偏大等问题。通过抬高主机和齿轮箱修复轴线偏差、校直艉轴、更换气缸盖等措施,使得故障得以排除。

特长输水隧道通风方案确定

输水隧道不同于公路隧道,隧道需风量与通风方式的选择,需根据输水隧道的特点进行确定。通过对采用斜井轴流风机+隧道内射流风机的通风方式和供水隧道内采用全射流风机的通风方式,两种方案进行比选,确定了利用已有的一座施工斜井兼做通风斜井的方案,达到了通风效果更优、总体投资更低、更有利于防灾救援的目的。

基于活塞效应的地铁隧道风井设置优化方法

以采用非全封闭站台门的北京地铁2号线安定门站及其邻接区间为分析对象,采用流体力学计算软件Fluent14.5的动网格模型,模拟不同风井设置模式和设置位置,以及不同区间长度条件下,列车运行过程中地铁车站及邻接区间内空气流动特性随时间变化的规律,对比分析风井设置模式和设置位置以及区间长度对风井排风率和地面出入口进风率影响的规律,研究地铁隧道风井的优化设置。结果表明:基于计算软件Fluent14.5的动网格模型计算地铁活塞风的方法是有效的;与双风井模式相比,采用只在进站端设置活塞风井的单风井模式,并适当加大风井与站台进站端的距离,以及在区间隧道较长时增加1个风井,可以较好地利用地铁列车在隧道内运行所产生的活塞效应,改善地铁车站内的空气环境,减少车站通风空调系统的能耗。

旋流竖井式泄洪洞关键技术问题研究

旋流竖井泄洪洞的关键问题是:(1)涡室进口与竖井连接段跌坎处易产生负压;(2)高尾水位泄洪洞排气难,出口易发生气爆。针对这两个问题,通过试验研究提出消除涡室连接段负压和防止泄洪洞出口气爆的简易工程措施并介绍了涡室、竖井结构尺寸优化研究成果。

竖井横截面积对隧道自然排烟效果影响的实验研究

在1∶6尺寸城市隧道实验台上开展了一系列试验,研究了不同火源功率、竖井横截面尺寸条件下隧道自然排烟竖井的排烟效果。结果表明,竖井的横截面尺寸直接影响竖井内烟气运动的驱动力大小,从而影响排烟效果。在一定的火源功率下,竖井横截面积过小时难以有效排出烟气,面积过大将会产生过于强烈的烟囱效应,导致排烟口下方空气被直接排出,排烟效果显著下降;竖井横截面积一定时,在不同的火源功率下,竖井放置方式同样影响竖井的排烟效果。

保安营特长高瓦斯隧道运营通风方案研究

为解决特长高瓦斯隧道运营通风技术难题,文章以改建成都至昆明铁路保安营13.226 km特长单线电气化牵引高瓦斯隧道为工程依托,结合理论计算与SES网络通风计算方法,对特长高瓦斯隧道全射流纵向式、洞口吹入式、斜井排出式和斜井送排式4种运营通风方案进行了研究分析。研究结果表明:全射流纵向式通风方案投资小,运营成本低,但由于隧道较长,瓦斯排出时间较长。洞口吹入式通风方案风流由瓦斯区段流向非瓦斯区段,斜井送排式通风方案存在"风流短路"问题。推荐采用斜井排出式纵向通风方案,该方案投资和运营费用中等,且正洞内风流由非瓦斯区段流向瓦斯区段。斜井排出式运营通风方案可快速排出正洞含瓦斯区段内污浊空气,改善通风条件,保证高瓦斯隧道的运营安全。

基于SES的地铁环控通风节能技术

对地铁隧道通风系统从排热风机运行策略和中间风井取舍进行节能研究。以成都某地铁线路的设计方案为模型,基于VBA编程优化后的SES程序对不同运营时期、不同风量工况下地铁环控系统进行逐时模拟,通过分析不同时期土壤蓄热、列车运行模式和客流量等变化因素的影响,得到车站隧道排热风机各种工况下的节能运行策略及效果。计算结果表明,车站活塞井在初期、近期和远期主要表现为引进新风,远期进风量远大于排风量,环线线路具有特殊性。同时分析了中间风井对附近活塞风井空气流动影响和对隧道内壁面与空气温度的影响,并以温度为评价指标,从地铁环控通风系统的节能角度分析了中间风井的利与弊,得出可以取消中间风井的结论,为实际设计提供了理论依据。

障碍物对隧道火灾中竖井自然排烟效果的影响

为研究障碍物对隧道火灾中竖井自然排烟效果的影响,利用数值模拟方法分析不同的纵向风速和隧道内障碍物所处的不同位置对隧道及竖井内温度场、流场结构的影响,并根据模拟结果计算竖井排出热量。结果表明:随着火源与障碍物纵向距离的改变,在近火源区域,竖井后方会发生吸穿现象;在中间区域,障碍物后方发生边界层分离,烟气层变厚;在近竖井区域,竖井和负压区的耦合作用使烟气层变薄;排出热量随着纵向风速的增大先增加后减少,临界风速为1.5 m/s。

环形中庭排烟方式对比分析

采用FDS模拟对某大型综合体建筑中的环形中庭的机械排烟和竖井自然排烟两种模式进行了对比分析。通过各排烟口烟气参数的定性及定量分析,提出综合排烟效果值来判断该位置采取不同排烟模式的效果优劣。结果表明,距离火源位置较近时,竖井自然排烟效果较好,综合排烟效果值小于1;而远离火源位置时,机械排烟效果较好,综合排烟效果值大于1。可以采用机械排烟与自然排烟相结合的排烟方案,得到最优的排烟效果。