隧道内大巴车火灾热释放率及温度场研究

大巴车火灾是常见的一种隧道火灾,其对隧道结构稳定,尤其是人员安全构成了巨大威胁。文章考虑车身、座椅、内饰、行李等材料的不同燃烧特性,建立精细化大巴车燃烧数值模拟模型。通过对比车辆从前、中、后座位处引燃3种工况,对大巴车的火源热释放率(HRR)、温度场以及火灾规律进行了研究。采用玻尔兹曼曲线叠加高斯曲线拟合方法得到了大巴车HRR计算公式。研究结果表明:大巴车热释放率峰值可达48 MW,平均热释放率为8.1 MW,燃烧释放能量为14.5 GJ;燃烧最高温度达1 040℃,车门处120 s可达到60℃,从后部点燃车门处升温快,且最易引爆油箱。

铁路隧道横通道临界风速研究

铁路隧道横通道临界风速是横通道能否有效防烟的重要参数。根据π定理和相似理论,对影响横通道临界风速的相关因素进行量纲分析,推导出横通道临界风速与隧道纵向风速、火灾热释放率、横通道防火门的高度及宽度、横通道与隧道的夹角这5个影响参数的无量纲函数关系式;通过数值模拟并对模拟数据拟合,确定横通道临界风速与这5个影响参数的关系。结果表明:当无量纲隧道纵向风速不大于0.114时,横通道临界风速随隧道纵向风速的增大呈3/7次方的增长关系,当隧道纵向风速大于0.114时,横通道临界风速随隧道纵向风速的增大呈-3/40次方的减小关系;横通道临界风速与火源热释放率呈1/3次方的增长关系、与防火门高度近似呈6/5次方的增长关系、与防火门的门宽无关、与横通道和隧道之间的夹角呈-3/8次方的减小关系。根据这些拟合结果确定无量纲函数关系式中各未知系数的取值,进而得到横通道临界风速的无量纲计算公式。

考虑人员逃生公路隧道火灾控制风速研究

公路隧道火灾人员逃生与控制风速关系密切。本研究基于PHOENICS软件,建立了矩形、圆形及马蹄形断面下二、三及四车道9种计算模型,选取了大客车(20 MW)及无载重货车(30 MW) 2种火源释放率,选取了2.0 m/s、2.5 m/s、3.0 m/s、3.5 m/s及4.0 m/s的入口风速共计40种主要常见火灾工况,考虑了纵向通风对人体极限温度承受值的影响,采用了杨涛修正的动态火源释放率曲线及周勇狄修正的克拉尼公式,选用了适当的人员逃生条件,给出了每种工况8个特征时刻的10个特征点的温度值及曲线图,给出了燃烧5 min、12 min、30 min后火源处的纵横断面温度云图及中轴面烟气云图,给出了对应于火源燃烧位置上下游8个特征位置下人员逃生的忍受时间与逃离时间。研究得出:在基于人员逃生条件下矩形断面隧道在火源释放率为20 MW时二车道控制风速为3.0 m/s,三、四车道均为2.5 m/s; 30 MW时二、三、四车道控制风速均为3.5 m/s,圆形与马蹄形断面隧道在火源释放率为20 MW时二、三、四车道控制风速均为3.5 m/s,30 MW时二车道控制风速均为4.0 m/s,三、四车道均为3.5 m/s。在火灾发生1 min后,人员以1 m/s从火源上下游进行疏散均可安全逃生。

阻塞效应下隧道火灾顶棚最高温度的实验分析

隧道火灾时拱顶最高烟气温度的预测对于隧道防火安全设计具有很重要的意义。通过1/10隧道火灾缩尺模型实验得到了不同火源热释放率、不同通风速度下隧道顶棚最高温度测试值,并与现有的温度模型预测值进行了对比,发现现有模型对于无风及风速较小的情况,或多或少存在缺陷。另外在实际情况中车辆通常占据一部分的隧道断面积,所形成的阻塞效应不可忽略。为此,进行了不同阻塞比情况下的实验,发现现有的温度模型与不同阻塞比下的实验数据相差较大。最后,基于本文实验数据对Kurioka温度模型进行了修正,所提出的修正模型与已有的其他实验数据吻合也较好。

扁平型空间内火灾顶棚射流温度特性

为研究扁平型空间火灾顶棚射流特性,在一长15 m、宽11 m、高4.6 m的扁平空间内进行了实验与数值模拟,空间内强制通风对火源热释放率为100~500 kW的火灾顶棚射流温度变化影响。研究发现了空间内通风、障碍物和门开口都会对顶棚射流温度产生扰动;通风对顶棚射流降温作用在火源热释放率小于200 kW的火灾场景和远离火源的区域更明显,而通风对上壁面附近最高温度所在位置并没有明显的影响;同时,通风并未改变顶棚射流以近似指数形式降低的规律,但会加速温度的下降速率,可使温度衰减系数最大提高近2倍。

谈城市铁路隧道临界风速的合理确定

采用试验研究的方法,针对隧道内有列车和无列车两种情况进行比较,通过分析临界风速与隧道内火源热释放率、隧道断面积等因素的关系,得出一般隧道中小型火灾时通风系统需采用的合理理论临界风速,为防排烟设计提供初步参考数据。