煙囪效應(yīng)下隧道火災(zāi)中頂棚射流火焰發(fā)展特性研究.pdf

1、當(dāng)城市交通隧道發(fā)生火災(zāi)后，由于其自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，火災(zāi)產(chǎn)生的大量熱量和煙氣難以排出，通過(guò)設(shè)置自然排煙豎井和機(jī)械排煙設(shè)備能夠有效的解決了這一問題。火災(zāi)在隧道中發(fā)生的位置和高度具有隨機(jī)性和不確定性，當(dāng)車輛行駛至排煙豎井附近且起火高度較高時(shí)，火災(zāi)能夠在較短的時(shí)間內(nèi)到達(dá)隧道頂棚形成頂棚射流火焰，隨著火災(zāi)發(fā)展，頂棚射流火焰蔓延至排煙豎井形成豎井射流火焰。頂棚射流火焰和豎井射流火焰均能對(duì)隧道結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重破壞，給火災(zāi)救援工作和人員疏散帶來(lái)阻礙。因此，對(duì)隧

2、道火災(zāi)中頂棚射流火焰和豎井射流火焰展開研究具有重要的意義。
　　本文根據(jù)相似性準(zhǔn)則搭建1:10小尺寸實(shí)驗(yàn)臺(tái)，對(duì)隧道火災(zāi)中頂棚射流火焰和豎井射流火焰發(fā)展特性進(jìn)行了研究。在頂棚射流火焰發(fā)展特性研究方面，結(jié)果表明：煙囪效應(yīng)下隧道火災(zāi)燃燒過(guò)程可分為頂棚射流火焰階段、豎井射流火焰發(fā)展階段和豎井射流火焰穩(wěn)定燃燒階段，豎井射流火焰發(fā)展階段火災(zāi)質(zhì)量燃燒速率持續(xù)增加，其他兩個(gè)階段火災(zāi)質(zhì)量燃燒速率可近似認(rèn)為不變；煙囪效應(yīng)可使火源功率增大到對(duì)照實(shí)驗(yàn)組的

3、2-3.3倍。無(wú)豎井時(shí)和有豎井（隧道內(nèi)無(wú)豎井側(cè)）時(shí)頂棚射流火焰蔓延總長(zhǎng)度均正比于無(wú)量綱火源功率的五分之二次方，其系數(shù)分別為1.04和0.97。受豎井煙囪效應(yīng)影響，隧道頂棚下方溫度低于對(duì)照實(shí)驗(yàn)組且在豎井入口處的下游方向上出現(xiàn)了突降；隧道頂棚下方火焰區(qū)最高溫升位置向豎井側(cè)偏移且隨無(wú)量綱火源距豎井距離的減小和無(wú)量綱豎井高度的增加而線性減小。
　　針對(duì)豎井射流火焰發(fā)展特性研究，結(jié)果表明：豎井射流火焰燃燒形態(tài)可分為熱浮力作用下的自由擴(kuò)散燃燒