文档介绍：University ofScience andTechnology ofChina Adissertation fordoctor’Sdegree Stud ies on CharaCteriStiCS Of Tu nnelFi reDevelopment and Natural Ventilation Mode Using Shafts Aumor’S Name: Speciality: Supervisor: Finished time: Chuan Gang Fan Safety Science andEngineering Sun Ji Mav 201 5 万方数据中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文,是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含任何他人己经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均己在论文中作了明确的说明。作者签名:躲园签字日期:p ,学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权,即:学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅,可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。沙公开口保密(——年) 作者签名:整焦堕签字日期:鲨!￡&:∑导师签名: 签字日期: 万方数据摘要摘要为了应对经济建设快速发展和城市现代化进程,各种隧道不断涌现出来。通常情况下,在这类狭长空间中,一旦发生火灾,扑救将十分困难,很容易造成大量的人员伤亡和财产损失。近年来国内外发生了多起重特大隧道火灾,引起了极为广泛的社会关注。目前,在隧道火灾研究领域,已有不少国内外学者开展了相关研究。基于隧道火灾研究现状中存在的问题和不足,本文在以下几个方面开展了研究: 开展小尺寸实验研究了火焰没有撞击到隧道顶棚的较小火灾中,横向火源位置对顶棚下方烟气最高温度和温度分布的影响。结果表明隧道侧壁的限制作用会使顶棚下方最高温升相比火源在非受限空间和隧道纵向中心线时的有所增加。随着火源到侧壁的距离减小,最高温升开始几乎不变,在其距离减小到某一值时大幅度增加。建立了顶棚下方烟气最高温升与火源到隧道侧壁距离关系的预测公式。发现对于各种火源尺寸和横向位置的工况,项棚下方烟气温升随着到火源纵向距离的增大而呈指数减小,并建立了预测模型。建立了考虑横向火源位置的预测顶棚下方烟气温升横向分布的模型。开展小尺寸实验研究了火焰撞击到隧道顶棚的较大火灾中,隧道侧壁对火焰形态、燃烧速率和顶棚火焰长度的影响。结果表明当火源距离侧壁较近时,由于侧壁对火焰卷吸空气的限制,火焰会向侧壁倾斜,同时竖向火焰体积减小,顶棚火焰长度增加。随着火源到侧壁距离的减小,由于被火焰加热的侧壁和顶棚火焰对燃料的辐射热反馈增加,相对于火源在隧道中心的工况,燃烧速率会增加。然而,对于各种形状(长宽LL)的火源,最大燃烧速率并没有出现在火源紧贴壁面时, 而是火源到侧壁有一定距离时。这是因为在火源贴壁的工况中,由于火焰形状改变(因侧壁对其卷吸空气的限制),竖向火焰部分对燃料的辐射反馈减小。顶棚下方横向火焰长度和纵向火焰长度的比值随着火源到侧壁的距离减小而减小,在火源贴壁和最大火焰长度的工况,,恰好符合镜像原理。由于侧壁的影响并非是单调的,所以在较高燃烧速率的工况下顶棚火焰长度未必较大。建立了顶棚火焰长度与火源功率、火源尺寸的关系式。开展小尺寸实验研究了隧道横截面尺寸(隧道宽度和高度)对火灾特性的影响。发现对于火焰撞击到隧道顶棚的正庚烷池火,隧道宽度对处于燃料控制(通风良好)的火灾的火源功率几乎没有影响,而较低的隧道高度会导致较大的火源功率。各尺寸隧道中正庚烷池火的火源功率达到开放空间的3倍左右。对于燃料控制的木垛(木垛/塑料)火灾,,而且万方数据摘要不受隧道宽度和高度及纵向风速的影响。而在通风控制(通风不良)的条件下,隧道中的火源功率会小于开放空间的。对于小尺寸实验中较大的隧道火灾,顶棚下方最高温度是火源功率和纵向风速的弱函数,受隧道宽度的影响也比较小,而随着隧道高度的减小而明显增大。这是由于在较低隧道中,顶棚更加靠近持续火焰区的基部,导致顶棚下方温度更大。对于正庚烷和木垛火灾,总体来说,火源下游顶棚下方的烟气温度随着隧道横截面面积的增大而减小。对于顶棚下方温升衰减率,火源功率也是一个影响其变化的重要参数,因而引入一个无量纲火源功率,