双层隧道上层车道顶部单侧与双侧机械排烟的效果研究

为了探讨双层隧道上层车道顶部排烟时,单侧与双侧机械排烟对火灾烟气控制及蔓延的影响,采用FDS对某典型双层隧道在不同排烟控制模式下的烟气控制效果进行了对比研究。在说明模型合理性的基础上,对比分析了不同排烟风机开启模式下的烟气蔓延距离、排烟口处气体质量流率和温度变化规律。研究表明,开启隧道排烟道单侧风机和双侧风机时,排烟口处气体质量流率分布呈现不同规律,同时开启隧道两侧的排烟风机时烟气蔓延范围最小,是同等排烟量下只开启隧道下游一侧风机的47.8%~88.1%,且各排烟口处具有更低的平均温度,综合反映出同时开启隧道两侧的排烟风机具有更好的控烟效果。此外,探讨了在排烟道单侧和双侧排烟模式下隧道烟气蔓延范围随火源位置的变化规律。

盾构机水幕阻烟效果的数值模拟

在狭长隧道施工过程中发生盾构机外部配电箱失火的情况下,创建了隧道、火源和通风管道等的网格模型,研究了盾构机水幕系统的阻烟效果.同时,针对原盾构机水幕系统缺陷提出了改进的设计方案,验证了改进后水幕系统的阻烟效果,并分析了水幕系统喷淋头的数目及其水流量对狭长隧道内部烟气扩散的影响.结果表明:开启水幕,可以有效阻止外部烟气向盾构机内侧扩散,保证掘进面附近工作人员的相对安全;合理的喷淋头布局,可以使水滴粒子分布更加均匀,能够更好地阻止烟气的扩散;适度增加水幕系统喷淋头的数目及其水流量,可以提高水幕的阻烟效果.

顶部集中排烟盾构隧道结构防火保护及关键参数研究

依托江阴靖江长江隧道开展了盾构衬砌管片抗火性能数值模拟及烟道板耐火性能试验,提出了一种新的顶部集中排烟盾构隧道结构防火保护策略。建议行车道层管片采用防火材料进行防护,烟道层拱顶部位管片采用混凝土内衬进行通长保护,烟道板不需进行防火保护。盾构管片模拟结果表明,当管片防火保护层等效热阻大于0.10℃∙m2/W时,管片耐火极限大于2.0 h;烟道板耐火性能试验表明,无防火保护烟道板构件在RABT升温曲线作用下,跨中挠度小于允许极限挠度,耐火极限大于2.0 h。模拟和试验结果表明,这种顶部集中排烟盾构隧道结构防火保护策略安全可行。

舰载烟幕遮蔽干扰效果在线评估方法研究

针对作战应用时电子对抗干扰效果的在线评估问题,以舰载烟幕遮蔽干扰为例,提出基于我方干扰装备和被保护目标的实际状态和预期状态的差别进行评估。具体思路是综合考虑干扰弹发射延误、是否执行舰艇机动等作战使用因素对干扰成功概率的影响,结合舰载烟幕遮蔽干扰的干扰成功概率理论模型,实现干扰效果的在线评估。仿真结果表明,新方法对干扰效果的评估更具有实际应用价值。

烟幕投放控制分析与设计

为了实现以最小烟幕屏障对目标的有效防护,设计了最小烟幕遮蔽区域算法,给出了其最小面积和空间坐标;分析了风在烟幕投放过程中对爆点的影响,提出了烟幕投放时发射角度修正算法;研究了烟幕飘移对遮蔽效果的影响,提出了面积补偿算法;最终得到当前气象条件下满足要求的烟幕屏障面积和分区域中心点坐标。

重点排烟模式盾构隧道横断面火灾特性研究

以在建的上海市虹梅南路越江隧道为对象,借助SMARTFIRE软件模拟了50MW规模的火灾下,开启火源上下游各一个排烟口时,主要分析了三个位置横断面中心线上温度、能见度和一氧化碳浓度沿竖向的变化规律。研究结果表明,排烟口面积保持不变时,排烟口横向布置的排烟效率大于排烟口纵向布置,并且长宽比越大,排烟效果越好。

烟雾干扰场的时域特性试验与分析

依据少量的抽样测试数据,运用Aitkin插值技术,可了解烟雾干扰场在任一时刻的空间分布及这种分布随时间的变化。提出了平均扩散系数、即时扩散系数概念及基于烟幕矩心的风移速率、沉降速率,并给出了相应的定量计算方法。

地铁车站火灾烟控模式的数值模拟

针对设有屏蔽门的地铁车站中部发生火灾的最不利情形,模拟了自然排烟和机械排烟模式下的烟气扩散情况,给出了烟气的温度场和浓度场,考察了该车站现有机械排烟系统的排烟能力。对车站轨底排烟系统关闭模式进行了模拟,认为该模式更有利于人员安全疏散。

越江盾构隧道排烟口设置位置对比研究

为了研究越江盾构隧道顶部排烟和侧壁排烟两种模式对火灾烟气的控制效果,运用CFD数值模拟的方法对比分析了两种模式对烟气层高、隧道拱顶温度、排烟口的排热速率和排热效率等指标的影响。结果表明:顶部排烟模式下烟气纵向蔓延速度要明显更慢;侧壁排烟模式对向下游蔓延的烟气控制效果较差,烟气层高和拱顶温度在火源两侧呈近似对称分布。在排烟效率方面,顶部排烟模式效果相对较高,比侧壁排烟模式高出9%。综合来讲,顶部排烟模式对烟气的控制效果更好,因此从烟气防治的角度来讲盾构隧道排烟设计应优先考虑顶部排烟方式。

3%坡度盾构隧道集中排烟模式排烟阀开启方式的研究

为研究坡度盾构隧道集中排烟模式下排烟阀的最佳开启方式,依托江阴靖江长江隧道,选取水下盾构隧道最常见的3%坡度作为研究对象,采用理论分析、数值模拟等方法,对3%坡度、不同排烟阀开启方式情况下的烟气蔓延范围、排烟阀温度、排烟阀流速及排烟效率进行了分析。结果表明:3%坡度盾构隧道火源下游排烟阀在排烟系统中起关键作用,上游排烟阀的开启会降低排烟效率;随排烟阀开启组数减少和向下游偏移,排烟系统排烟效率明显增大,提升范围为12.66%~50.84%;建议3%坡度盾构隧道发生50 MW火灾时,若开启6组排烟阀,则上游1组下游5组,若开启5组排烟阀,则上游0组下游5组,若开启4组排烟阀,则上游0组下游4组。

铁路盾构隧道火灾烟气控制数值模拟研究

提出人员危害耐受度、衬砌结构的危害温度、车窗玻璃破碎温度3个烟气流动控制有效性的判据。以狮子洋水下盾构铁路隧道为研究对象,采用FDS4.0对-3%坡度隧道列车头部15 MW火灾时,烟气在1、2、3 m/s和4m/s等纵向风速下的控制效果进行模拟计算。对比分析不同风速下隧道内火灾烟气的温度、能见度、CO浓度等分布情况。模拟分析表明,在3 m/s的通风速度下火灾烟气流动得到了有效控制。其结果可为狮子洋隧道通风排烟系统设计提供参考。

EVA在电缆行业的应用和发展前景

EVA是无卤的极性聚合物,能与多种材料相容,有良好的机械物理性能、电气性能和极佳的混炼与挤出工艺性能。EVA是制造高压电缆屏蔽料、低烟无卤阻燃料和隔氧层料不可或缺的基料,需求量巨大,有良好的发展前景。

一种红外烟幕三维建模仿真方法

根据红外烟幕的遮蔽原理,结合红外烟幕消光模型和扩散模型建立红外烟幕三维空间的透过率模型。针对传统烟幕遮蔽效果仿真方法的局限性,提出一种三维空间透过率的仿真方法,并对其进行数值计算与仿真验证。研究结果表明,探测器观察到的目标图像是多层透过率叠加的结果,遮蔽效果优于传统方法,对工程应用更具意义。

双层盾构隧道火灾排烟方式研究

以上海周家嘴路越江隧道为工程依托,对双层长大盾构隧道的火灾排烟方式进行了分析研究。通过对火灾工况条件下隧道内温度场、能见度和一氧化碳浓度的模拟计算,对疏散通道的设置方案和逃生救援对策进行分析。结果表明,对于此类型隧道,在采取了相应的逃生救援措施后,采用纵向通风方式是安全可靠的。

烟幕材料对太赫兹波的屏蔽特性研究

介绍了透射型太赫兹时域光谱系统实验装置和相关参数的提取方法,分别对绿色和黄色两种烟幕材料在太赫兹波段的光谱特性进行了实验研究,得到了这两种材料的折射率曲线和屏蔽效能曲线。实验表明,这两种材料对可见光和红外波段有较好的遮蔽特性,而对太赫兹辐射的屏蔽效能却较差,太赫兹侦察探测具有较强的抗干扰能力,能够弥补传统可见、红外探测系统的不足。

不同排烟口开启状态下妈湾隧道的排烟技术

为了研究隧道发生火灾时通风排烟方式和排烟口开启状态对排烟效果的影响,对妈湾水下盾构隧道的排烟特性和排烟效率进行了分析.通过理论分析和火灾动力学模拟器FDS,得到了纵向通风排烟方式的临界风速和重点通风排烟方式的最佳排烟量;基于不同的排烟口开启状态设置工况,对烟气高度、蔓延长度、人眼高度处的能见度、CO体积浓度及排烟口的风速大小和排烟效率进行了研究.研究结果表明:(1)妈湾水下盾构隧道临界风速为4.5 m/s,重点排烟方式下同时开启上下游排烟口及只开启下游排烟口的最佳排烟量分别为290、410 m^3/s;(2)同时开启上下游排烟口,且及时开启火源正上方排烟口,能保证人眼高度处能见度大于10 m,CO浓度仅在火源上下游200 m范围内超过人体耐受极限,最大值仅为450 ppm,烟气高度在火源上游方向近100 m范围内升高,烟气蔓延距离缩短;(3)同时开启火灾上下游排烟口时,及时打开火灾点正上方排烟口时的整体排烟效率比不打开时更高;只开启下游排烟口时,则正好相反;(4)综合人员逃生指标,当发生火灾时,应采用重点排烟,同时开启火灾上下游排烟口,并及时打开火灾点最近的排烟口.

盾构隧道顶部集中排烟模式烟气层化高度和范围研究

特长或超长盾构隧道中普遍应用顶部集中排烟模式。为了揭示隧道火灾顶部集中排烟模式烟气层化高度和范围,经过全尺寸隧道现场热烟测试发现,集中排烟模式下烟气可以形成稳定分层且被控制在一定范围内。通过数值模拟方法研究了不同热释放速率、排烟量、排烟阀数量和间距情况下烟气层化高度和范围。研究结果表明:1)针对热释放速率为5~50 MW,不同热释放速率工况下排烟系统均能将烟气层化范围控制在一定距离内。随着热释放速率增加,烟气层化范围增大。排烟阀开启范围之内,热释放速率增大,烟气层化高度差距较小。排烟阀开启范围之外,热释放速率越大,烟气层化高度越低。2)针对热释放速率为50 MW,排烟量为120~260 m^(3)/s,不同排烟量工况,排烟阀开启范围内烟气层化高度变化小,开启范围之外烟气层化高度变化大。烟气层化范围随着排烟量增大而变小,可有效控制烟气分布区域。因此建议工程设计、运营过程中可在允许范围内提高排烟量。3)针对排烟阀间距为40~140 m,排烟阀数量为4~8个,增大排烟阀间距和增加排烟阀数量,会导致烟气层化高度降低,烟气层化范围增加,排烟阀数量对烟气层化高度和范围影响较大。

双层盾构公路隧道侧向重点排烟效果研究

利用FDS对某双层盾构公路隧道的侧向重点排烟系统进行了模拟研究,探讨了排烟口面积、间距、排烟口开启方案以及纵向通风对排烟效果的影响。结果表明:在无纵向风的条件下,火灾稳定后排烟口的面积为3~5 m^(2)、排烟口间距为60~100m时,排烟口的面积和间距对排烟效果的影响很小。随着纵向通风风速的增大和上游排烟口开启数量的增加,隧道侧向排烟系统的排烟效率明显减小。双层隧道上下层排烟口的排烟效率分布规律基本相同,下层隧道的总排烟效率略高一些。本文所研究的双层隧道发生20 MW火灾时,在纵向通风风速2 m/s下,排烟口间距为60 m,排烟口面积为4 m^(2),上游开启2个排烟口、下游开启4个排烟口时排烟效果更好。

机场道面的烟幕防护设计与评价

主要介绍了机场道面的烟幕伪装问题,根据道面的烟幕伪装要求选取适当的烟幕品种;针对风向不同的情况采取了相应的烟幕布放方法;在发烟点采用线性配置时,建立数学模型,得到了最优间距R;最后研究了在烟幕干扰条件下红外成像系统的特征,建立烟雾浓度模型,深入分析了烟幕的红外伪装效果.

烟幕对光的传输影响模型

分析了烟幕对可见光的遮蔽效果,烟幕对目标背景视亮度对比影响,烟幕对激光散射、反射效应,探讨了烟幕光的传输影响模型.通过模型理论分析,表明了烟幕对光的传输影响与烟幕特性之间的作用关系.