基于火灾动力学的竖井型自然通风模式烟气控制研究

摘要

临界风速(简称νcr)是纵向排烟模式下既能控制烟气回流、又能让烟气层化流动的理想风速.竖井型自然通风模式是分散排放隧道内污染空气,降低对隧道周边环境影响的一种方式.为了定量化评估这种通风模式下的νcr,文章首先根据依托工程的几何参数并采用Wu-Baker经验公式算得到νcr为3.04m/s,进一步采用计算流体力学(简称CFD)对隧道在火灾情况下的烟气蔓延规律进行研究,从速度场分布、烟气蔓延规律、温度场分布以及能见度状况等多方面进行了分析,尤其是火灾发生后10s、50s、200s和600s等时间点的烟气场分布,确定了竖井型自然通风模式下的νcr.研究结果表明,当火灾发生在第一组竖井型自然通风口上游时,基于火灾动力学数值分析得到的νcr与Wu-Baker经验公式计算得到的νcr大致相当;而火灾发生在两组自然通风竖井之间或下游时,由于竖井型自然通风口泄露了部分风量,导致所需的νcr大于Wu-Baker经验公式计算得到的νcr.这种不利因素是在配置排烟射流风机时应该考虑的.