地铁站台轨顶排热风机对隧道温度的影响研究

夏季高温地区地铁站台排热风机运行时间长,能源消耗大。为探明地铁站台轨排系统对隧道内温度的影响规律,根据深圳地铁站台排热风机控制模式与应用现状,在深圳地铁11号线车站隧道内进行温度监测及站台屏蔽门风量交换测试。结果表明:地铁列车正常运营通过车站站台时,会导致站台隧道内温度产生较大幅值波动;其中轨顶排热风机开启对屏蔽门打开期间的隧道温度下降幅值影响显著,降低隧道温度幅值最大达3.97,为排热风机关闭时的2.4倍,而排热风机对隧道内整个过程的温度变化幅值影响较小;排热风机开启致使站台大量冷空气流入隧道,从而增加了站台空调负荷。研究结果可为轨排系统的合理设置及地铁环控系统简化提供参考依据。

公共建筑卫生间排风模拟优化分析

有效排除卫生间污染物是卫生间排风的关键。以某公共建筑卫生间为例,利用数值模拟分析卫生间氨气浓度,对卫生间排风口的设置位置、大小及排风量等进行了优化分析。研究结果表明:卫生间排风口应靠近污染源位置布置,当下排风口设置高度为0.3 m时,卫生间人体呼吸高度区的氨气浓度比顶排风方式减小近80%;卫生间采用下排风与顶排风同时排风,风量比为9∶1时,房间的氨气浓度最低;采用优化后的排风形式,换气次数达到10 h^(-1)以上时,卫生间可以获得理想的排风效果。

同时存在敞开段和封闭段的某城市地下道路排烟设计方案研究

以某同时存在敞开段和封闭段的城市地下道路为依托,探讨了该工程的排烟设计方案。因该隧道封闭段较长,出于安全考虑,在封闭段和敞开段采用了重点排烟和自然排烟的组合排烟方案,并在封闭段和敞开段分界位置设置了挡烟垂壁将其划分为不同的防烟分区。通过对隧道敞开段火灾工况下分别施加无风和有风环境时烟气蔓延情况进行模拟分析,得出隧道敞开段在结构敞口率为22.5%、隧道顶部罩棚敞口率为10%及以上时,可满足工程的排烟需求的结论,同时在敞开段还应每小于120 m设置挡烟垂壁1处。该结论可以为其他类似工程提供参考。

盾构隧道顶侧壁排烟模式的排烟效果研究

为了研究顶侧壁排烟模式对盾构隧道排烟效果的影响,基于CFD数值模拟分析方法,通过烟气蔓延范围、隧道拱顶温度、烟气层厚度、排烟口的排烟速率和排烟效率等参数的变化规律分析对比顶侧壁、侧壁及顶部3种排烟模式对盾构隧道内火灾烟气的控制效果。结果表明,顶侧壁排烟模式和侧壁排烟模式的烟气蔓延距离较远,3种排烟模式下烟气层厚度和拱顶温度在火源两侧均呈现近似对称分布,顶部排烟模式的排烟效率明显高于顶侧壁排烟模式和侧壁排烟模式。综合考虑,顶侧壁排烟模式的烟气控制效果欠佳,因此从烟气防治的角度考虑盾构隧道排烟设计应避免顶侧壁排烟模式。

地铁车站轨顶排热系统协同站台排烟技术试验研究

为验证轨顶排热系统协同站台排烟技术的可行性,在某地铁车站现场进行轨顶排热系统协同站台排烟试验,并与站台专用排烟管道辅助排烟模式、站台大系统排烟模式进行试验对比,综合比较各种排烟模式的效果。结果表明:采用轨顶排热系统协同站台排烟技术车站,各楼扶梯口风速均大于1.5 m/s,站台烟气排除效率高,无需开启屏蔽门排烟,满足现行《地铁设计规范》《地铁设计防火标准》等相关规范的要求,可适用于各种车站形式。站台专用排烟管道辅助排烟模式对于规模较大的车站存在楼扶梯口部风速低于1.5 m/s的风险。

地铁轨顶均匀排风系统及协同站台火灾排烟研究

采用Fluent模拟软件,分别对6节编组和8节编组地铁车站轨顶排热风口采用45°嵌装式调节阀调节形成的均匀排风及其在站台火灾工况下的协同排烟效果进行了研究。研究结果表明,两种形式的车站在轨顶排热风口处通过安装调节阀调节后,轨顶排热系统的排风量均随着排风压力的增大而增加;同一排风压力下,轨顶排热系统形成的总排风量,在轨顶排热风口处安装调节阀的方式均高于安装插板阀;采用调节阀各风口间不均衡率可保持在5%以内,实现了均匀排风,而采用插板阀各风口不均衡率则超过了20%,无法实现各风口间风量的均衡。两种形式的车站,通过安装调节阀形成的轨顶均匀排热系统在站台发生火灾时,车站站台每组楼扶梯口部均能形成向下不小于1.5 m/s阻止烟气向上蔓延的阻挡气流,轨顶侧排烟口处风量未超过最大允许排烟量,满足规范相关要求,协同站台火灾排烟方案有效可行。

地铁车站排热系统排风组分及排热效果的数值模拟研究

以某标准地铁车站为研究对象,采用CFD软件对列车停站期间的轨底和轨顶排热温度进行了模拟计算,研究发现:从轨排风组分看,轨顶排风中来自冷凝器排风、隧道空气及站内空气的比例分别为66%、11%和23%,轨底排风中来自冷凝器排风、隧道空气及站内空气的比例分别为3%、42%和55%,轨底排风来自站内空气的比例超过50%,会造成站内冷量的浪费,甚至会出现轨底排风温度低于隧道空气温度的情况;从排热效果看,列车顶部空调冷凝器的散热量被轨顶和轨底分别排走22%和1%,列车底部电阻箱和闸瓦的散热量被轨顶和轨底分别排走5%和29%,排热系统的排热效果较差。根据模拟结果、理论散热量及实测温度等参数,计算得到轨顶和轨底平均排风温度,并与实测数据进行了对比,计算值与实测值基本一致,验证了模拟计算的准确性。

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。

地铁轨顶排热系统协同站台火灾排烟方案研究

以武汉某地铁车站为例,通过数值模拟和实验测试,对地铁车站站台发生火灾时轨顶排热系统协同站台火灾排烟方案和站台端部专用排烟风管方案进行研究。研究表明,轨顶排热系统协同站台火灾排烟方案可行,各楼梯、扶梯口处均能形成向下不小于1.5 m/s阻止烟气向上蔓延的气流;当轨顶侧排烟口均匀布置时,站台火灾联动设备最少,协同排烟效果最好。站台端部专用排烟风管协同站台火灾排烟方案,在车站楼梯、扶梯口数量较多时,楼梯、扶梯口部阻挡气流风速存在低于1.5 m/s的风险,应慎重选用。

电炉烟气流场特性及排风系统优化研究

利用CFD数值模拟的方法对某钢厂产生的高温烟气在原排风系统下的流场特性及烟气的捕集情况进行了研究,提出了在原侧吸罩基础上增加顶部吸气罩的优化方案。在保证排风系统总风量不变的前提下,模拟分析了采用5种不同顶吸风量时厂房内的流场分布情况,并比较了不同风量下的烟气捕集效率。研究发现:在原排风系统的作用下,高温烟气卷吸环境空气在厂房内形成温度与浓度分层,侧吸罩对烟气的捕集效率为61.7%;增加顶部吸气罩后,厂房内纵向烟气温度随高度的增加衰减加快,水平方向上烟气的扩散量减少;采用顶部吸气罩风量为40万m^3/h,侧吸罩风量为21万m^3/h的排风形式,捕集效率接近80%。通过分析高温烟气的流场特性及排烟系统捕集效率,对电炉炼钢排风系统的优化设计给出了建议。

特长公路隧道独立排烟道结构高温安全性研究

特长公路隧道的火灾安全尤其是火灾通风排烟问题日益受到特别的关注。苍岭隧道是一座长度超过7 km的公路隧道,根据多方咨询意见,其通风排烟系统采用带独立排烟道的纵向通风模式。为了判断排烟道顶隔板结构在火灾高温下的安全性,以火灾动态模拟软件FDS的分析结果为温度边界条件,通过ANSYS对火灾下与常温下顶隔板的内力及变形进行了对比分析,探讨了顶隔板在火灾下的破坏规律,得出了火灾下顶隔板的临界破坏温度及其沿隧道的纵向破坏范围。

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。

顶隙柱塞的研究

研究了顶隙式柱塞喷油泵的工作原理,对柱塞套进/回油孔的几何溢流面积和流量系数进行了计算。利用Hydsim软件对模型进行多参数模拟,通过单次喷射仪(EFS8241)试验验证,得出优化后的顶隙参数。与某柴油机配试结果表明,带顶隙柱塞的P7100喷油泵能够满足其功率和排放要求。

负阀重叠早喷模式HCCI燃烧数学模型与计算分析

针对早喷模式中的排气上止点燃油喷射(ETCI)模式,综合广安博之模型、Bai模型的优点加以改进,并将空间均质燃烧与油膜蒸发燃烧相耦合,建立了一种新型的基于喷雾、燃油附壁、油膜蒸发、燃烧等一系列过程适用于缸内早喷模式的数学模型。利用该模型对135单缸柴油机ETCI燃烧模式进行校核计算,并通过试验验证进一步对燃烧过程中的工况参数及调节参数进行了研究。研究结果表明:在ETCI模式下,存在部分油膜附壁,油膜的蒸发主要与缸内的气体温度与壁温有关,且存在明显的两阶段加热过程。累积放热率与排气门关闭时刻和壁温基本呈线性关系,排气门关闭时刻提前10°CA,累积放热率上升约6%;壁温升高50K,累积放热率上升4%。增压压力升高,累积放热率降低,增压压力越大,累积放热率降低的幅度越小。

引射除尘技术在综放工作面的应用研究

从引射除尘技术的机理出发,研制了放煤口引射除尘器,并进行了现场试验,降除尘效率明显提高。

基于顶部排风的大空间建筑热环境模拟与节能性分析

近年来,大空间建筑的高能耗问题已引起人们的广泛关注。针对上海某大型交通枢纽工程,采用CFD方法研究了大空间建筑在分层空调+顶部主动排风方式下的温度场与相对湿度场,并根据模拟结果对顶部排风方式的节能效果进行分析。研究结果表明,大空间建筑夏季利用顶部排风可以有效解决顶部空气热累积问题,并达到节能目的。

余热饱和蒸汽在顶吹炉余热发电中的应用

针对顶吹炉余热锅炉饱和蒸汽在减压过程中没有对其压降产生的能量回收利用,造成能量极大浪费的情况,本文介绍了通过采用背压式饱和蒸汽发电机组替代蒸汽热力系统中的降压减压阀,充分利用顶吹炉余热锅炉产生的中压饱和蒸汽的余热余压进行发电的技术改造。详细介绍了所采用的饱和蒸汽发电机的结构特点和工作原理。

地铁地下车站轨顶风道排风口参数的优化

针对地铁地下车站轨顶风道排热效率较低的情况,提出了轨顶排热效率评价参数,并通过数值模拟对轨顶流场、温度场及排热效率评价参数进行计算。模拟计算结果表明:过多的冷风被吸入轨顶风道是排热效率低的主要原因;提高轨顶风道中的风口排风量及风口尺寸增加均无法有效增加其排热效率;轨顶热风分布区域较小。由此推论,排风口参数的优化策略为减小轨顶排风口分布尺寸,并适当将排风口位置向车头方向移动,为此可提高排热效率20%~50%。基于优化策略,提出了具体的优化方案,并通过数值模拟验证了优化方案的效果。

排烟管道顶部接风管对带上盖车辆基地排烟效果的影响

提出了一种提高带上盖车辆基地机械排烟效果的方法,即设置顶部接风管。采用CFD流体力学数值模拟软件对顶部接风管的排烟效果进行研究。设置了4种开孔方式、3种顶部接风管开孔个数以及不同排烟量,通过测量带上盖车辆基地烟气层高度、盖板下方温度、能见度、CO浓度进行对比分析。结果表明:4种开孔方式排烟效果从好到差依次为顶部接风管四周侧部开孔、顶部开孔、侧部开孔、底部开孔;顶部接风管开孔个数减少对排烟效果无明显影响,但会增大排烟口风速;设置顶部接风管会提升带上盖车辆基地的机械排烟量,能明显提升其排烟效果。

氧气顶吹转炉余热锅炉模拟分析计算

本文将机械工业部公布的热力计算方法与对流传热计算相结合,并重新修整辐射传热,给出新的计算方法,并用于解释工程现象。