隧道火灾消防安全通风技术国内外研究现状
时间:2016-11-23 20:20 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 国外研究现状美、英、同等发达国家对火灾烟气计算机数值模拟的研究和开发起步较早，其中美国国家标准技术局NIST(National Institute of Standards and Technology)研究范围最广且研究成果较为成熟，成为这一领域的代表机构。3782 国外对于隧道火灾的研究主要以试验研究为主，最早的火灾试验是瑞士于1965年在威森附近废弃的奥芬奈格铁路隧道进行的大规模的火灾试验。目的在于测量隧道内和洞口外的烟气层厚度；洞口上下部分烟气和空气的流速。试验表明，火灾从一个火源跳跃到下一个燃料火源的最大距离相当于50倍的隧道当量直径 [9]。 随后三十年时间，相继进行了一系列的火灾试验。日本于1973年夏天，在露天线路上进行了旅客列车运行中的着火试验，并在1974年10月在Mayo线路的Saratoga隧道内进行了运行列车的着火试验。试验结果认为，列车在着火后再继续运行15min是安全的。德国于1985年在盖尔森基兴斯麦市的地铁隧道内进行了火灾试验，得出了不同通风方式和火灾荷载条件下，温度与火灾持续时间的关系。1990～1993年间西欧九国联合分别在德国、芬兰和挪威的隧道中进行了大规模火灾试验，测试了整个隧道内温度、热传导、烟气流量、烟气浓度及其对能见度的影响。这些试验为火灾情况下的隧道通风系统的设计和运行提供了重要的数据，并为以后的数值模拟研究打下了坚实的理论基础[10]。 近年来，随着计算机技术及计算数学的发展，用计算机模拟隧道火灾的发展以及烟雾蔓延的规律越来越受青睐，目前对于火灾的模拟主要有区域模拟、场模拟和网络模拟。 Woodbum和Britter于1996年采用CFD方法模拟了隧道内火源附近以及火源下风方向区域的热特性及烟气流动状况，着重考察数值模拟结果的影响因素。McGrattan等于2002采用美国标准技术研究所开发的FDS软件按照2001年发生的Howard Street隧道油罐车火灾原型进行了模拟，结果显示在火灾燃烧区域的最高温度达到1000℃，在火源附近3到4辆列车长的区域平均温度达到了5000℃。Bari和Naser于2005年用CFD软件FLUENT6．0研究了Domain隧道火灾中02、C02、CO浓度的纵向分布情况。Lee于2006年采用FDS软件模拟了不同宽高比下隧道内烟气场、温度场、速度场以及烟气回流距离的分布规律，与模型试验结果比较吻合。D．H．Kim于2007年对纵向通风条件下的列车火灾进行数值模拟，发现纵向坡度对烟气流动影响很大[9]。 20世纪80年代末开始，尤其是进入新世纪后，计算机开始由发达国家向发展中国家普及，计算机硬件及软件技术进入全球飞速发展时代，计算机性能的提高为火灾烟气运动的数值模拟提供了功能强大的研究工具。到现在为止，发展较为成熟数值模拟模型的有网络模型、场模型和区域模型[10]。 1.2.2国内研究现状 近年来，国内已对隧道的防火救援体系进行了几次火灾试验，如广州铁路局科研所、铁科院西南所于1989年在四川华山矿务局牧护大队的训练港进行了l：3断面模拟试验；1995年10月根据铁道部“隧道消防技术的研究”课题，由中国铁路西南科学研究院主持，兰州铁道学院、西南交通大学等单位参加，在四川省宜宾地区芙蓉矿务局消防救护大队进行了铁路消防1：3的模拟试验；1996年在中铁西南院峨嵋试验基地进行了秦岭特长铁路隧道消防系统模拟试验。通过实际的火灾模型试验所取得的研究成果已经为我国的隧道通风安全事业起到了一定的促进作用[9]。 数值模拟方面，徐志胜等于2004年采用CFD方法对运行旅客列车发生火灾的温度和烟气场进行了研究，发现最高温度与模型试验的结果比较一致，得出了在不同通风速度下烟气流动规律和温度分布情况。黄亚东等于2009年对隧道在不同火灾规模和通风条件下的拱项温度场进行了模拟。通过计算分析了隧道火灾中混凝土拱顶衬砌温度的分布规律以及火灾规模、通风条件对其的影响。 (责任编辑：qin) |