文档介绍：北京交通大学
硕士学位论文
北京地铁区间隧道火灾烟气流动规律的研究
姓名：刘立争
申请学位级别：硕士
专业：流体力学
指导教师：毛军
20060301
摘要急运转策略不健全。地铁隧道火灾烟气控制已经成为城市轨道交通公共安全的一个重要组成部分。对于研究烟气在隧道中的流动，数值仿真是一条简洁有效的途径。本文利用质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程，弧攴匠蹋⑵鸬靥内烟气流动与传热的数学模型，然后在现场进行了必要测试，通过对所测数据的处理，获得了进行数值模拟计算所需的边界条件以及检验模拟结果模型，对北京地铁诺奈蹇盟梢煌蚴俾非渌淼篮号线的积水潭一鼓楼由于地铁隧道自身特点，隧道一旦发生火灾，将造成严重的后果。近年来的地铁火灾事故表明，造成重大伤亡的主要原因在于烟控操作失效或紧是否正确的实测数据，再使用计算流体力学砑⑽锢区间隧道各种火灾通风排烟模式进行模拟计算，通过对模拟结果的分析，寻求改进火灾通风排烟控制方式的方法和措旌，从而提出一套切实可行的火灾应急通风控制方案，以尽量将火灾所造成的危害降到最低。关键词：地铁隧道、火灾烟气、临界速度北京交通大学硕士学位论文
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ㄑ袒鄄簧ⅲ枭⒗选Ｋ淼牢薮盎В鋈肟谏伲胪饨缦嗔孔洞少。所以，火灾发生后浓烟无法排出，迅速充满全洞，造成缺氧和能见度降低，人员逃生困难。此外，火灾产生的大量的一氧化碳等有害气体也会威胁人身安全。如果是口部附近的火灾，由于火焰封锁通道，造***员疏散困露壬仙臁５叵鹿こ堂鼙仗跫茫鹪址⑸螅攘坎灰咨⒊觥火势猛烈阶段，温度可达℃以上。有时会造成气流方向的变化，对逃生人员影响很大。司壤选Ｋ淼莱鋈肟谏伲ǖ老琳枭⒕嗬氤ぃ痰睦┥⑺俣比人员逃生速度快：人员多，易造成混乱，发生挤踩事故。可见，由于地下空间限制，又由于浓烟、高温、缺氧、有毒、视线不清、通信中断等原因，指挥员很难了解现场情况，指挥困难。大型灭火设备无法进入现场，进入人员要特殊防护等特点，因此救人、灭火困难较大。Щ鸨⒊稍值氖蔽式隙蹋话阄一。较大火灾的持续时间与隧道的环境有关，一般在郊父鲂∈敝洹淼阑鹪纸ḿù蟮挠跋焖淼滥诳掌沽Φ姆植迹淼揽掌沽的变化可导致通风气流流动速度的变化，或加速、或减速、或者完全逆向流动。隧道火灾由二星苛业娜龋荒艽幽娣缍巳ゾ然稹Ｈ欢痰恼庵逆流将会阻碍救火工作的进行。由于上述原因，地铁～旦发生火灾，势必造成大量的人员伤亡和经济损失。比较有影响的地铁火灾有：年月眨本┩蚴俾烦嫡局五棵松车站区间地铁火灾，烧毁两辆车，造成怂劳觯琹多人受伤；靥鹪諬，造***死亡；最严重的一次为年沾笄袷械靥鹪郑斐人死亡、耸苌耍难。年月日在伦敦’北京交通大学硕士学位论文
型的有伦敦、纽约、东京、莫斯科等。据调查烟气是火灾中对人构成威胁总计伤亡耍獯蔚靥鹪质鹿试斐刹撇鹗诤#靥幕指建设费达到诤!＞莶煌耆臣疲靥鹪植ḿ俺鞘杏屑甘觯最大的因素，世界各国的火灾案例统计表明，火灾中人员的死亡有％以上是由于烟气引起的，其中大部分是因为吸入烟尘和有毒气体昏迷后致死的。所以为了减少地铁火灾的人员伤亡，就必须对火灾烟气进行模拟，发现其规律，从而加以控制。由于隧道火灾的特征和相关的隧道风流与地面火灾情况有较大的区别，最值得注意的是浮力效应，在隧道顶附近形成一层远离火源的热烟流和气流，而支持燃烧的空气从热烟层下面向火源流动。如图籰所示。通风的风量充足，则将使所有的热气流流向下风方向，如果风量不足，附着在顶部的热气流将会向相反于压力通风的方向流动，这种现象叫“回流现象”缤—示。是否发生“回流现象”涉及许多因素，包括火灾规模、隧道坡度和几何形状以及通风风流的速度等。“临界速度”是指在应急通风情况下，为避免产牛回流现象，通风系统在隧道内火灾发生地所应形成的最小排烟风速。几乎所有的试验结果都表明，当隧道内存在较高的纵向风速时，可以将烟气控制在火源的一侧，最低纵向排烟风速因坡度和火灾规模的不同而有所不同。显然隧道内纵向风速越大，越易将烟气控制在火源的一侧，但纵向风速过大时，不仅带来图不通风隧道火灾烟流通风系统强制风流通过隧道以压力风流方向改变热气流的平衡，如果北京交通大学硕士学位论文
§国内外的发展现状及存在问题中曾进行的两次大范围火灾实验——年瑞士淼篮桶碌乩设备投资的增大，而且加强了气流的紊流程度，使烟层较早降至路面，隧道断面提前充满烟气。我国《公路隧道通风照明设计规范》规定临界风速为痵，它是案一般隧道火灾，产生删的热量控制的排烟风速取值。图产生回流一一通风不充足题开展了多渠道的研究和探索。地铁系统且桓鲇沙嫡尽