公路隧道大巴车火灾温度场及临界风速研究

摘要

开展公路隧道火灾相关研究有两方面至关重要,一方面是火源,它决定了火灾的规模和发展过程;另一方面是通风控制,主要保证最小纵向风速达到临界风速要求,使烟雾不发生回流。关于这两方面目前国内外进行了大量研究,就火源而言,其热释放率用常数模型或者平方增长模型设置;计算临界风速时,忽略阻滞的影响,这与实际情况是不相符的。论文以此为背景,采用FDS数值模拟和前人火灾试验数据相结合的方法,研究公路隧道内大巴车火灾温度场和阻塞工况下的临界风速。
　　论文首先以宇通客车为原型,按照1:1比例进行大巴车建模,对模型中的座椅、轮胎、内部装饰等设置材料参数;分别研究大巴车从前部、中部、后部座椅起火时的燃烧过程、最高温度和热释放率,通过对比研究,给出大巴车的最不利着火位置。
　　其次,同时考虑火源处及火源上游阻塞工况,引入火源处阻塞比φ1和火源上游阻塞比φ2,对传统的隧道火灾临界风速计算公式进行修正。分别得到了仅火源处阻塞、仅火源上游阻塞、同时考虑火源及火源上游阻塞的临界风速计算公式,并通过已有的火灾试验数据进行验证。
　　最后,研究了在不同纵向风速条件下,火源分别为大巴车燃烧模型和平方增长模型设置的20MW火灾时隧道内温度场、烟雾场。研究表明,FDS燃烧模型更接近实际工况。

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第一章 绪论

1.1概述

1.2国内外隧道火灾及通风研究现状

1.3隧道火灾及通风研究方法

1.4大巴车火灾研究的必要性

1.5本文的主要研究内容

1.6技术路线图

第二章 FDS简介及火灾数值模拟理论基础

2.1火灾数值模拟基础

2.2 FDS特点及简介

2.3 FDS理论基础

2.4火灾数值模拟时的网格划分问题

2.5本章小结

第三章 公路隧道大巴车火灾数值模拟研究

3.1大巴车数值建模

3.2数值模拟结果分析

3.3本章小结

第四章 公路隧道内车辆阻滞时的临界风速研究

4.1引言

4.2 临界风速

4.3 临界风速数值模型

4.4数值模拟结果分析

4.5 公路隧道临界风速计算公式

4.6 本章小结

第五章 公路隧道大巴车火灾温度场研究

5.1公路隧道模型建立

5.2火灾工况设计

5.3数值模拟结论分析

5.4 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢