城市地下道路合流分岔路段烟气控制策略的优化研究

采用数值模拟的方法,对火源位于合流分岔路段上游时不同的纵向通风烟气控制策略进行了模拟分析,得到最佳的通风控制策略及送风参数。研究结果表明:火灾发生时,若只有主隧道送风,当送风风速为临界风速时,尽管火源上游烟气得到了很好的控制,但下游仍会有部分烟气会流入匝道,影响匝道内的行车安全;若加大主隧道送风风速以消除匝道内的烟气,则所需风速过大,既不经济也不安全;如果采用主隧道和匝道联合送风的送风策略,主隧道以临界风速送风,则匝道以较小的送风风速即可得到较好的烟气控制效果。该通风策略应为最优的烟气控制策略。

Y型合流分岔隧道临界风速计算模型

临界风速是Y型合流分岔隧道能否有效抑制烟气侵入分岔支路的重要参数。为确定Y型合流分岔隧道临界风速计算公式,对影响Y型合流分岔隧道临界风速的相关因素进行量纲分析,推导出临界风速与火源热释放率、主分隧道高度比、连拱长度及隧道分岔夹角这4个因素的无量纲函数关系式。通过数值模拟得到临界风速最大的火源位置,并对上述4个影响因素进行了量化分析。结果表明:火源距分岔段隧道洞口15～25 m时临界风速最大;当无量纲火源热释放速率小于0. 3时,隧道临界风速与火源热释放率呈现1/3次方关系,当无量纲火源热释放速率大于0. 3时,隧道临界风速不再随火源热释放速率增加而增加;临界风速与分岔隧道高度比近似成-3/10次方关系,与分岔夹角成-3/40次方关系,而与连拱长度无关。进而得到分岔隧道临界风速的无量纲计算模型,且与数值模拟结果吻合良好。

含渐缩段卜形分岔合流隧道火灾临界风速研究

为探究“卜”形分岔隧道这一特殊隧道结构对隧道火灾临界风速的影响,运用FDS构建了主路渐缩分岔隧道、主路等宽分岔隧道与直线隧道3种结构的缩尺寸隧道模型,通过数值模拟分析隧道渐缩结构与分岔角度对火灾临界风速的影响。研究表明,对于主路渐缩的分岔隧道,当火源所在位置的局部隧道宽度减小时,所需的临界风量变小。而火源位置确定时,隧道的渐缩结构、分岔角度和分岔结构对临界风速的影响不明显,并提出一种适用于隧道工程渐缩段任意火源位置临界风量的计算公式。对于主路位置的火灾,提出无量纲临界风速与无量纲热释放速率的关系式,与前人直线隧道的变化规律相似,而较高的隧道高度导致临界风速的转折点较大。