环境压力对隧道竖井排烟影响的数值模拟研究

1

作者 赵江平 鲍旺旺 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2024年第6期813-819,共7页

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... 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。 展开更多

关键词 隧道火灾 竖井排烟 环境压力 烟气分层 数值模拟

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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

2

作者 赵江平 李婧蕾 《工业安全与环保》 2024年第9期1-6,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 侧壁开口竖井 曲线隧道 烟气运移规律 排烟效果 正交试验

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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 被引量：2

3

作者 彭涛 童艳 +7 位作者 张广丽 龚延风 陈征 郭屹忠 茅钦 吕刚玉 黄伟浩 戴宝连 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2023年第7期1170-1179,共10页

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... 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。 展开更多

关键词 夏季火灾工况 城市公路隧道 竖井 自然排烟 现场试验 温度 排烟量

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“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

4

作者 王豫港 赵江平 《工业安全与环保》 2023年第2期36-41,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 “L”型排风斜井 PyroSim 烟气蔓延特性 排烟效率

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补风井位置对L型地下内走道排烟效果的影响 被引量：1

5

作者 汪鹏 胡轲 +1 位作者 夏莹 王厚华 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2012年第5期467-469,共3页

针对L型地下内走道,开展补风井位置对其排烟效果的影响的模拟研究。设置最大热释放速率为1.8 MW的超快速火,选取5个位置设置补风井,分不同工况模拟各区域温度和CO2体积分数。结果表明,在设置机械排烟系统时应尽量将补风竖井设置于L型内... 针对L型地下内走道,开展补风井位置对其排烟效果的影响的模拟研究。设置最大热释放速率为1.8 MW的超快速火,选取5个位置设置补风井,分不同工况模拟各区域温度和CO2体积分数。结果表明,在设置机械排烟系统时应尽量将补风竖井设置于L型内走道中较长的直走道处并远离火源和排烟口。 展开更多

关键词 L型地下内走道 补风竖井 排烟效果

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苏州火车站地下环形车道通风安全及火灾烟控技术研究 被引量：4

6

作者 赵红莉 徐志胜 姜学鹏 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 2008年第12期172-176,共5页

以苏州火车站地下环形车道的营运通风方案为对象,对正常运营和火灾时的需风量进行计算和分析,并采用计算流体力学方法对车道火灾模式下排烟的有效性进行了模拟研究,确定该车道采用竖井送排式加射流风机进行通风,竖井设在车道的西北和东... 以苏州火车站地下环形车道的营运通风方案为对象,对正常运营和火灾时的需风量进行计算和分析,并采用计算流体力学方法对车道火灾模式下排烟的有效性进行了模拟研究,确定该车道采用竖井送排式加射流风机进行通风,竖井设在车道的西北和东南两个对角处,有效面积分别为10.2 m2和11.7 m2,为地下空间运营通风方案选择和计算提供参考依据。 展开更多

关键词 环形车道 通风方案 需风量 计算流体力学(CFD) 排烟 竖井

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障碍物对隧道火灾中竖井自然排烟效果的影响 被引量：7

7

作者 钟委 韩宁 孙超鹏 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期48-53,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 隧道火灾 数值模拟 竖井排烟 障碍物 FDS

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低气压对竖井自然排烟隧道内火灾烟气层的影响研究 被引量：2

8

作者 王洁 樊勇杰 +1 位作者 孔晓威 姜学鹏 《安全与环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期78-86,共9页

高海拔地区低气压环境特性对隧道内火灾烟气的运动特性和温度分布产生的影响不容忽视。为研究环境压力对竖井自然排烟隧道内火灾烟气热分层及温度纵向分布规律的影响,通过对环境压力为50~101 kPa的全尺寸公路隧道火灾进行数值模拟,首先... 高海拔地区低气压环境特性对隧道内火灾烟气的运动特性和温度分布产生的影响不容忽视。为研究环境压力对竖井自然排烟隧道内火灾烟气热分层及温度纵向分布规律的影响,通过对环境压力为50~101 kPa的全尺寸公路隧道火灾进行数值模拟,首先探究隧道内火灾烟气层的层化强度随环境压力的变化特性;其次分析低气压下火灾烟气的运动及温度分布差异;最后研究隧道火源段内火灾烟气温度纵向衰减的分布规律。结果表明:相比较标准大气压,在环境压力降低的情况下,隧道内火灾烟气温度升高,火灾烟气层的层化强度增强;低压环境下隧道内涡旋结构区域面积减小,火灾烟气层的输运变得更加稳定;隧道火源段内火灾烟气温度的纵向衰减分布规律服从指数函数,其衰减系数随环境压力的降低而增加。 展开更多

关键词 低气压 竖井排烟 隧道火灾 烟气热分层 温度衰减 数值模拟

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环形中庭排烟方式对比分析 被引量：3

9

作者 韩见云 王汉良 王超 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2014年第11期1275-1278,共4页

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... 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。 展开更多

关键词 数值模拟 机械排烟 竖井 自然排烟 排烟效果

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防排烟系统设计中几个关键参量的设置问题研究 被引量：2

10

作者 李思成 《武警学院学报》 2017年第12期5-9,共5页

建筑火灾发生后,有效控制烟气可保证人员的安全疏散和消防队员的快速扑救。因此,设计良好的防排烟系统是建筑消防安全设计的一项重要内容。详细介绍了防排烟系统一些关键参数设置方面的研究成果,主要包括前室加压送风口的位置设定、送... 建筑火灾发生后,有效控制烟气可保证人员的安全疏散和消防队员的快速扑救。因此,设计良好的防排烟系统是建筑消防安全设计的一项重要内容。详细介绍了防排烟系统一些关键参数设置方面的研究成果,主要包括前室加压送风口的位置设定、送风竖井粗糙度、送风竖井尺寸和排烟口设置高度等几个方面。可为相关人员提供一定的技术参考。 展开更多

关键词 防排烟系统 加压送风口 送风竖井 排烟口 试验 数值模拟

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隧道竖井自然排烟原理分析 被引量：1

11

作者 茅靳丰 黄玉荣 +2 位作者 黄玉良 马晓光 朱正亮 《制冷空调与电力机械》 2010年第4期64-66,48,共4页

从隧道竖井水力分析、火风压和自然排烟影响因素等方面,分析了隧道自然排烟原理,为隧道竖井结构和布置的优化研究,提供必要的理论依据。

关键词 竖井 自然排烟 火风压

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典型工况下城市隧道竖井自然排烟模拟优化分析

12

作者 茅靳丰 黄玉良 +1 位作者 朱培根 李伟华 《解放军理工大学学报（自然科学版）》 EI 北大核心 2012年第4期437-441,共5页

为增强竖井自然排烟能力,开展竖井设置方案模拟优化研究。建立了竖井自然排烟能力对比评估模型,通过分析得到评估指标和评估方法。运用FDS对不同高度、横向设置、均匀设置和竖井组不同开口数目4种典型工况下的竖井排烟效果进行了模拟分... 为增强竖井自然排烟能力,开展竖井设置方案模拟优化研究。建立了竖井自然排烟能力对比评估模型,通过分析得到评估指标和评估方法。运用FDS对不同高度、横向设置、均匀设置和竖井组不同开口数目4种典型工况下的竖井排烟效果进行了模拟分析。得到优化方案如下:竖井组高度为16m时排烟能力达到最强,横向设置竖井排烟能力明显强于纵向设置竖井,均匀设置竖井组排烟能力明显强于集中设置竖井组,随着竖井宽高比增加,竖井组的排烟能力逐渐减弱。 展开更多

关键词 城市隧道 自然排烟 竖井 FDS模拟

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城市浅埋隧道竖井排烟烟气逆流的影响研究 被引量：4

13

作者 姜学鹏 吴锦东 《隧道建设（中英文）》 北大核心 2019年第3期370-377,共8页

为研究浅埋隧道中烟气逆流长度的影响因素,以武汉东湖隧道为工程背景,采用量纲分析法,构建竖井排烟隧道内火源上游烟气逆流长度无因次表达式,并通过数值模拟,量化研究火源热释放速率、纵向送风风速、竖井与火源距离、竖井宽和高对火源... 为研究浅埋隧道中烟气逆流长度的影响因素,以武汉东湖隧道为工程背景,采用量纲分析法,构建竖井排烟隧道内火源上游烟气逆流长度无因次表达式,并通过数值模拟,量化研究火源热释放速率、纵向送风风速、竖井与火源距离、竖井宽和高对火源上游烟气逆流的影响。结果表明:上游烟气逆流长度随火源热释放速率、竖井与火源距离增长而增大,但当超过一定值时,烟气逆流长度均趋于稳定;随着隧道纵向风速和竖井宽度的增加而减小,且不受竖井高度变化的影响;同时,火源热释放速率与纵向风速的影响明显强于其他因素。创新性推导出了考虑火源热释放速率、纵向送风风速、竖井与火源间距、竖井宽度情况下火源上游无量纲烟气逆流长度的预测公式,且与数值模拟结果良好吻合。 展开更多

关键词 城市浅埋隧道 隧道火灾 竖井排烟 逆流长度 量纲分析 数值模拟

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环境风作用下浅埋隧道自然排烟竖井组高度研究 被引量：1

14

作者 李森生 《工业安全与环保》 2022年第5期49-53,89,共6页

为得到能适应不同环境风的最优自然排烟竖井组高度,采用Fluent软件研究了不同竖井高度(4~8 m)和环境风速(0~9 m/s)对自然排烟竖井组排烟效果的影响。结果表明:当竖井组高度H<6 m时,高温区域随竖井高度的增加而减小,竖井排烟效果随竖... 为得到能适应不同环境风的最优自然排烟竖井组高度,采用Fluent软件研究了不同竖井高度(4~8 m)和环境风速(0~9 m/s)对自然排烟竖井组排烟效果的影响。结果表明:当竖井组高度H<6 m时,高温区域随竖井高度的增加而减小,竖井排烟效果随竖井高度的增加而增强;弱环境风的存在可以减小高温区域范围,增强竖井排烟效果。当竖井高度H>6 m时,高温区域随竖井高度的增加而增大,竖井排烟效果随环境风速的增加而增强。当竖井高度H=6 m时,综合排烟效果最好。 展开更多

关键词 自然排烟 环境风 竖井组高度 数值模拟

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竖井排烟口对L型高层建筑烟气流动特性影响的模拟研究

15

作者 梁瑞 戴淑灵 文博 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期135-141,共7页

为了研究竖井排烟口对L型高层建筑烟气流动特性的影响,建立L型高层建筑火灾的数值模拟模型,以温度、CO浓度和窗口气流速度为指标,探讨在不同排烟面积下高层建筑内部结构的烟气流动特性。研究结果表明:6层为建筑的中性层位置,随着排烟口... 为了研究竖井排烟口对L型高层建筑烟气流动特性的影响,建立L型高层建筑火灾的数值模拟模型,以温度、CO浓度和窗口气流速度为指标,探讨在不同排烟面积下高层建筑内部结构的烟气流动特性。研究结果表明:6层为建筑的中性层位置,随着排烟口面积增大,烟气蔓延到竖井顶部的时间缩短,对中性层以下走廊的烟气控制效果增强;火灾发生在中性层以下时,中性层以上窗口气流速度为负,烟气溢出;320 s为温差变化的分界点,在320 s之前,排烟口面积与温差绝对值成正相关,320 s之后则成负相关。 展开更多

关键词 高层建筑 火灾烟气 排烟口 竖井 数值模拟

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顶部开口自然通风隧道火灾竖井排烟效率研究 被引量：7

16

作者 郭庆华 朱合华 闫治国 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2021年第5期661-664,共4页

通过数值计算方法,研究了顶部开口自然通风隧道竖井的排烟效率。考虑了火源热释放速率、竖井高度、长度和宽度及竖井位置的影响,并与竖井排烟效率计算模型进行对比。研究结果发现:竖井的排烟效率随竖井高度的增加而略微增大;竖井的排烟... 通过数值计算方法,研究了顶部开口自然通风隧道竖井的排烟效率。考虑了火源热释放速率、竖井高度、长度和宽度及竖井位置的影响,并与竖井排烟效率计算模型进行对比。研究结果发现:竖井的排烟效率随竖井高度的增加而略微增大;竖井的排烟效率基本不随火源热释放速率的变化而变化;随着竖井长度和宽度地增加,排烟效率大幅增加;此外,当竖井位于顶棚中央时,排烟效率较位于顶棚一侧的排烟效率高,且烟气控制效果好。此外,竖井排烟效率模型可以较好地预测不同竖井尺寸和位置的排烟效率。 展开更多

关键词 隧道火灾 自然通风 竖井 排烟效率

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纵向风作用下竖井自然排烟对隧道内烟气逆流长度的影响 被引量：1

17

作者 钟委 袁相蕊 高子鹤 《火灾科学》 CAS 北大核心 2022年第2期59-66,共8页

为了研究纵向风作用下隧道内竖井自然排烟对烟气逆流长度的影响,采用数值模拟的方法,建立了不同竖井高度的全尺寸隧道模型。并选取无竖井排烟的工况作为对照组,模拟不同火源功率下,改变竖井与火源纵向距离时竖井自然排烟对烟气逆流长度... 为了研究纵向风作用下隧道内竖井自然排烟对烟气逆流长度的影响,采用数值模拟的方法,建立了不同竖井高度的全尺寸隧道模型。并选取无竖井排烟的工况作为对照组,模拟不同火源功率下,改变竖井与火源纵向距离时竖井自然排烟对烟气逆流长度的影响和竖井排烟失效临界风速的变化。结果表明:当纵向风风速较小时,竖井对烟气逆流起抑制作用;随着风速增大,烟气逆流被控制在竖井近域范围内,竖井对烟气逆流的抑制作用减弱;当风速足够大时,烟气逆流将被完全限制在竖井下游,此时竖井排烟作用失效,且对纵向通风气流起到分流作用,烟气逆流长度反而变长。在此基础上,提出了竖井排烟失效临界风速的概念,竖井排烟失效临界风速随竖井高度增加而增大。 展开更多

关键词 隧道火灾 纵向风 烟气逆流长度 竖井排烟失效临界风速 数值模拟

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火源与排烟竖井的相对位置对重点排烟效果的影响研究 被引量：3

18

作者 谢飞 董启伟 +1 位作者 常默宁 李俊梅 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2021年第2期213-216,共4页

借助理论分析及数值模拟相结合的手段对某盾构城市地下道路火灾工况下,火源与排烟竖井的相对位置对重点排烟效果的影响进行模拟研究。研究结果表明单向排烟模式在一定的排烟量条件下,火源位置距离排烟竖井越近,排烟效果越好。当火源位... 借助理论分析及数值模拟相结合的手段对某盾构城市地下道路火灾工况下,火源与排烟竖井的相对位置对重点排烟效果的影响进行模拟研究。研究结果表明单向排烟模式在一定的排烟量条件下,火源位置距离排烟竖井越近,排烟效果越好。当火源位于两个排烟竖井之间且偏向其中某一个竖井位置时,在排烟量允许的前提下,可以仅开启离火源位置较近的竖井风机排烟;当火源位于两竖井正中间位置时,可采用双向排烟模式;当火源恰好位于某个竖井正下方时,可以仅开启该竖井风机排烟,但采取该工况应综合考虑隧道内烟道板的耐火极限及耐火时间。 展开更多

关键词 排烟竖井 排烟模式 排烟效果 耐火极限

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火源—竖井间距对自然通风隧道火灾烟气流动特征的影响 被引量：4

19

作者 郭庆华 史建峰 +1 位作者 闫治国 朱合华 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2021年第12期1739-1743,共5页

通过数值计算,研究顶部开口自然通风隧道火灾火源–竖井间距对烟气流动特征与竖井排烟效率的影响。考虑因素有火源–竖井间距、竖井断面尺寸。结果表明:随着火源–竖井间距的增大,竖井前方来流烟气的质量流量增大,且竖井的排烟效率逐渐... 通过数值计算,研究顶部开口自然通风隧道火灾火源–竖井间距对烟气流动特征与竖井排烟效率的影响。考虑因素有火源–竖井间距、竖井断面尺寸。结果表明:随着火源–竖井间距的增大,竖井前方来流烟气的质量流量增大,且竖井的排烟效率逐渐降低,竖井内空气卷吸量减少;当火源–竖井间距较小时,竖井更有利于排出更多的热量,竖井后方的温度降低幅度更大,烟气可以被控制在更小的范围内。此外,随着竖井截面尺寸的增大,竖井的排烟效率增加,且增大竖井的宽度更有利于增加竖井的排烟量。因此建议当相邻竖井的间距较大时,可适当增加竖井的截面尺寸和竖井高度。 展开更多

关键词 自然通风 隧道火灾 火源–竖井间距 烟气流动 排烟效率

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地铁区间隧道火灾自然排烟模式的研究与应用 被引量：7

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作者 陈中 张良焊 《现代隧道技术》 EI 北大核心 2006年第3期62-66,共5页

成都南部地铁区间隧道采用地面开口的自然通风模式,在国内尚属首次。文章对区间隧道在火灾工况下,通风竖井间距、隧道中隔墙,以及风口阻力系数对自然排烟通风效果的影响进行了数值模拟分析,为区间隧道的结构选型提供了科学的依据。

关键词 地铁区间隧道 自然排烟 通风竖井

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