公路隧道機械排煙和細水霧耦合滅火效果研究.pdf

1、作為在時間和空間上失去控制的主要危害之一，火災(zāi)帶給人們巨大的經(jīng)濟損失和人員傷亡。而隧道火災(zāi)由于其獨特的空間特性，一旦發(fā)生，隧道內(nèi)濃煙密布和遠離消防大隊等原因?qū)馂?zāi)撲滅造成很大程度的影響。細水霧作為近年來出現(xiàn)的替代性環(huán)保滅火劑，發(fā)展迅速，與其他系統(tǒng)的聯(lián)動控制使得細水霧在能夠在有效時間內(nèi)抑制火災(zāi)、控制火情的進一步蔓延。FLUENT通過對火災(zāi)偏微分方程組進行數(shù)值求解來得到火災(zāi)過程中特性參數(shù)的空間及時間分布，可以模擬火災(zāi)發(fā)生時煙氣的溫度及濃度變

2、化過程，為研究相應(yīng)的消防設(shè)施對火災(zāi)的抑制提供理論幫助。應(yīng)用FLUENT研究細水霧的優(yōu)化參數(shù)設(shè)計及與機械排煙設(shè)備的聯(lián)動控制顯得尤為重要。
　　本文選擇戊烷和庚烷作為火源燃料，采用非預(yù)混燃燒模型，在單室和隧道情況下，研究不同工況下施加細水霧對整個空間內(nèi)溫度和煙氣濃度的變化情況，分析不同細水霧流量、噴霧方式、霧滴粒徑及排煙方式對火場內(nèi)溫度場和濃度場產(chǎn)生的影響。
　　(1)借助細水霧滅單室非正下方火源時火源遠端的溫度隨時間變化的數(shù)據(jù)

3、，進行對比驗證，證明FLUENT進行細水霧滅火降溫的可靠性，分析誤差原因。在對比驗證模型的基礎(chǔ)上，設(shè)置火源功率為60Kw,改變模擬工況，得出結(jié)論:采用下噴方式，當(dāng)其粒徑為100μm，保證細水霧流量或流速任一變量恒定，細水霧流量或流速的增加都會減少細水霧對火災(zāi)的抑制時間，同比例增加的流量或流速，流速產(chǎn)生的抑制效果要優(yōu)于流量;當(dāng)改變下噴細水霧粒徑為300μm時，選擇最優(yōu)流量及流速，發(fā)現(xiàn)細水霧對火源的抑制效果總體上要低于100μm細水霧;側(cè)噴

4、方式下，粒徑為100μm，最優(yōu)流量及流速，火源根部受到細水霧的冷卻效果并不強烈，很難對整個火場空間降溫滅火。
　　(2)穩(wěn)態(tài)模擬的公路隧道模型下，分析不同細水霧霧化錐角對火場空間的溫度場影響，得出90°時，細水霧對整個火場的控火效果最優(yōu);當(dāng)細水霧與縱向排煙耦合使用時，排煙與細水霧的耦合使用可以有效降低火場溫度和排除有毒煙氣，效果要優(yōu)于單獨施加細水霧工況，但排煙風(fēng)速會對流量較小的細水霧滅火產(chǎn)生負面影響。
　　(3)模擬不同機械

5、排煙工況與細水霧的耦合作用對隧道空間溫度場及煙氣濃度產(chǎn)生的影響，結(jié)果表明:頂部排煙耦合細水霧對隧道空間的溫度場及煙氣濃度的控制效果要優(yōu)于單獨施加細水霧，可以降低煙氣層厚度，但可能會產(chǎn)生煙氣的倒流及溫度場漩渦?？v向通風(fēng)的效果要優(yōu)于頂部排煙，進口端通風(fēng)的送入使得高溫?zé)煔庠谕屏Φ那闆r下向出口端排出，防止煙氣倒流，但會影響細水霧霧滴的運動軌跡及對火源的抑制效果?？v向通風(fēng)+下游頂部排煙效果最優(yōu)，結(jié)合前面兩種排煙工況的優(yōu)點，同時使得隧道空間內(nèi)溫度及