双火源隧道火灾特性全尺寸试验研究

摘要

隧道内车辆碰撞、火焰和高温烟气的热辐射和热对流因素极易引发双火源或多火源火灾事故,严重威胁隧道内人员安全。为了研究纵向通风条件下隧道双火源火灾发展特性,依托上海市中心城区北横通道开展现场全尺寸火灾试验,采用2组柴油池火共进行5组火灾试验。通过改变双火源引燃时间和火源间距,重点分析连锁型双火源和不同火源间距下并发型双火源火灾发展全过程关键参数特性,包括火焰偏转角、火灾热释放速率、纵向和竖向烟气温度和一氧化碳浓度。试验结果表明:连锁型火灾由于引燃时间不同,双火源发展不同步,双火源的热释放速率呈现此消彼长的发展态势,竞争燃烧显著。对于火源间距为2 m的连锁型双火源,不同发展阶段内下游火源的火焰偏转角始终大于上游火源的火焰偏转角。对于火源间距为5 m、10 m、20 m的并发型双火源,双火源的火焰偏转角基本接近一致。与以往全尺寸隧道火灾试验中拱顶烟气温度测量方案不同,采用间距为1 m的光纤光栅温度传感器测量隧道拱顶烟气温度。对于不同火源间距下的双火源火灾,其拱顶纵向烟气温度分布曲线存在多个温度峰值。无论是热辐射导致的温度峰值还是热对流导致的温度峰值,下游火源对应的温度峰值始终大于上游火源对应的温度峰值。随着火源间距增大,双火源对应的拱顶烟气最高温度逐渐降低。双火源下游拱顶烟气温度分布特性与单火源下游拱顶温度分布均满足指数衰减规律。